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行業(yè)新聞/ Industry News

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我國(guó)新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)走在世界前列
發(fā)布日期: 2021/6/16 8:27:21

來(lái)源:中國(guó)能源報(bào)

6月初

,位于河北張家口的國(guó)際首套100MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)熱火朝天。

中儲(chǔ)國(guó)能(北京)技術(shù)有限公司CEO紀(jì)律介紹

,以中科院工程熱物理研究所為技術(shù)依托
,該項(xiàng)目計(jì)劃年底投產(chǎn)
,“經(jīng)過(guò)多年技術(shù)沉淀
,當(dāng)前無(wú)論是裝機(jī)規(guī)模
、技術(shù)水平
,還是系統(tǒng)效率
,我國(guó)新型壓縮空氣儲(chǔ)能均走在世界前列
。”

解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能瓶頸

壓縮空氣儲(chǔ)能利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣,將其儲(chǔ)藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)

,在用電高峰釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電
。早在1978年,德國(guó)建成了世界首座大規(guī)模壓縮空氣蓄能示范電站
,之后
,美國(guó)、日本和以色列也相繼建設(shè)了相關(guān)項(xiàng)目

“壓縮空氣儲(chǔ)能具有規(guī)模大

、周期長(zhǎng)、單位投資小等優(yōu)勢(shì)
,極具發(fā)展?jié)摿?div id="jfovm50" class="index-wrap">。傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)源于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù),我國(guó)相關(guān)技術(shù)與國(guó)外水平相比有較大差距
。”紀(jì)律告訴記者
,壓縮空氣儲(chǔ)能依賴化石燃料燃燒提供熱源,需要特定的地理?xiàng)l件建造大型儲(chǔ)氣室
,如巖石洞穴
、鹽洞、廢棄礦井等
,且系統(tǒng)效率僅在50%左右
,經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較差。

近年來(lái)

,為解決壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)瓶頸問(wèn)題
,國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)。目前中科院工程熱物理研究所取得了一系列國(guó)際領(lǐng)先的技術(shù)成果
,不僅可以解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能依賴大型儲(chǔ)氣室
、依賴化石燃料、系統(tǒng)效率低三個(gè)主要的技術(shù)瓶頸
,還能以儲(chǔ)氣罐替代儲(chǔ)氣室
,沒(méi)有場(chǎng)地限制,系統(tǒng)效率提升了10%—15%。從2013年開(kāi)始
,中科院工程熱物理研究所技術(shù)團(tuán)隊(duì)分別在河北廊坊
、貴州畢節(jié)建成1.5MW、10M級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目
,后者系統(tǒng)效率達(dá)到60.2%,是目前全球系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

“在新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)上

,我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的起點(diǎn)一致。目前全球已建成的兆瓦級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的機(jī)構(gòu)有4家
,我國(guó)處于領(lǐng)先地位
。張家口市 100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目預(yù)計(jì)年底投運(yùn),系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率可提升至70.4%
,將進(jìn)一步鞏固我國(guó)在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的國(guó)際地位
。”紀(jì)律稱。

仍處于商業(yè)化初期

數(shù)據(jù)顯示

,截至2020年底
,我國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模35.6GW,其中抽水蓄能占比達(dá)89.3%
,壓縮空氣儲(chǔ)能的占比僅為0.03%
。世界領(lǐng)先的技術(shù),為何沒(méi)能大規(guī)模推廣

在紀(jì)律看來(lái)

,壓縮空氣儲(chǔ)能是一項(xiàng)高門檻的領(lǐng)域,目前大多研發(fā)機(jī)構(gòu)仍處于理論研究和系統(tǒng)分析階段
。首先是技術(shù)門檻高
,壓縮空氣 儲(chǔ)能是多學(xué)科交叉、多過(guò)程耦合的系統(tǒng)工程
,在壓縮膨脹設(shè)備
、空氣換熱、系統(tǒng)控制集成方面存在較高技術(shù)壁壘
;其次是單機(jī)規(guī)模大
、總投資較高,系統(tǒng)規(guī)模在10MW—100MW級(jí)示范工程的建設(shè)資金高達(dá)數(shù)億元
,產(chǎn)業(yè)化還需要一個(gè)過(guò)程

紀(jì)律指出,目前新型壓縮空氣儲(chǔ)能仍處于示范階段

,隨著張家口100MW示范項(xiàng)目的建成
,將完成百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能型壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)品的定性,此后再致力于規(guī)模化量產(chǎn)和推廣
。“1.5MW項(xiàng)目系統(tǒng)效率為52%
,10MW項(xiàng)目系統(tǒng)效率為60%,100MW系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率達(dá)到70%
。未來(lái)隨著系統(tǒng)規(guī)模擴(kuò)大
,其效率將進(jìn)一步提升至75%以上。系統(tǒng)規(guī)模越大
、儲(chǔ)能容量越高
,系統(tǒng)的效率就越高,隨之單位成本越低
、經(jīng)濟(jì)性越好
。”在他看來(lái),100MW級(jí)項(xiàng)目最具商業(yè)推廣條件
,是大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能的真正“賽道”

呼喚價(jià)格政策盡快出臺(tái)

相關(guān)預(yù)測(cè)顯示,作為新能源發(fā)展的關(guān)鍵支持技術(shù)

,到2025年
,我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)將較目前水平增長(zhǎng)10倍以上。

“要滿足電網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)大規(guī)模

、長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能的需求
,新型壓縮空氣儲(chǔ)能當(dāng)仁不讓。與同屬物理儲(chǔ)能方式的抽水蓄能相比
,新型壓縮空氣儲(chǔ)能在建設(shè)周期和投資成本上更具優(yōu)勢(shì)
,抽水蓄能建設(shè)周期為6—8年,新型壓縮空氣建設(shè)周期僅為1.5—2年
,且不涉及移民搬遷問(wèn)題
。基于抽水蓄能對(duì)地理?xiàng)l件的要求
,未來(lái)市場(chǎng)增量有限
。”在紀(jì)律看來(lái),壓縮空氣儲(chǔ)能同抽水蓄能一樣
,都屬于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模
,并與電化學(xué)儲(chǔ)能及飛輪等形成互補(bǔ)關(guān)系。未來(lái)壓縮空氣儲(chǔ)能將主要應(yīng)用于電網(wǎng)側(cè)
,其次是大規(guī)模百萬(wàn)機(jī)組發(fā)電側(cè)
、核電機(jī)組和一些火電的靈活性改造方面。

新型壓縮空氣儲(chǔ)能具有本質(zhì)上的高安全性

。紀(jì)律介紹
,儲(chǔ)氣罐多為中壓壓力容器
,壓力等級(jí)較低,且空氣擴(kuò)散能力很強(qiáng)
,不具可燃性
,無(wú)爆炸和燃燒風(fēng)險(xiǎn)。而采用地下鹽穴儲(chǔ)氣
,對(duì)地面建筑和人員活動(dòng)不會(huì)產(chǎn)生影響

經(jīng)濟(jì)性是行業(yè)大規(guī)模推廣的前提。日前

,國(guó)家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步完善抽水蓄能價(jià)格形成機(jī)制的意見(jiàn)》
,明確以競(jìng)爭(zhēng)性方式形成電量電價(jià),將容量電價(jià)納入輸配電價(jià)回收
。此舉有利于提升抽水蓄能電站的盈利能力。

紀(jì)律表示

,新型壓縮空氣儲(chǔ)能同樣具備抽水蓄能的功能
,價(jià)格機(jī)制和市場(chǎng)環(huán)境將助推行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展,呼吁相關(guān)政策盡快出臺(tái)

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