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下載手機APP 2030年非化石動力消費比重25%，2060年該比重要過80%......這兩天，國務院連續發布“雙碳”戰略重磅文件，將非化石動力再度拉上了輿論熱點。
但眾所周知，非化石動力中裝機添加最快的風電和光伏波動很大，需求調配儲能。現有的儲能方法里，最安穩牢靠的抽水蓄能在選址上存在先天束縛;電化學儲能開展迅猛但在安全、壽數等方面還有待加強。要想樹立堅實牢靠的新式電力體系，還需求更多新式儲能技能的加入。
這當中，緊縮氣體儲能憑借其壽數長、本錢低、安全環保的特性，被認為是繼抽水儲能之后第二大合適GW(吉瓦)級大規劃電力儲能的技能。
緊縮氣體儲能捷報頻傳
緊縮氣體儲能是運用用電低谷將氣體緊縮到鹽穴或壓力容器中，比及用電高峰時再釋放出來發電，然后提升電網調理能力和新動力消納能力的技能。
它包含緊縮空氣儲能、緊縮二氧化碳儲能和其他緊縮氣體儲能。緊縮空氣儲能又分為非補燃緊縮空氣儲能(常溫高壓空氣存于鹽穴、壓力容器等)、補燃式緊縮空氣儲能(結合燃氣輪機運用)、液化緊縮空氣儲能等。
據《科技日報》10月1日報導，位于江蘇金壇的鹽穴緊縮空氣儲能國家試驗演示項目在前一天并網試驗成功，向國家電網發出我國首個大型緊縮空氣儲能電站榜首度電。這是我國緊縮空氣儲能范疇唯一國家演示項目，仍是全球首個非補燃緊縮空氣儲能電站，其發電裝機達60MW(兆瓦)，儲能容量300MW/h(兆瓦時)，遠期建造規劃1000兆瓦。根據本地的地質條件，理論上最大能夠建造超越4000兆瓦的緊縮空氣儲能電站。
金壇項目現場圖圖片來歷：科技日報
金壇項目現場圖圖片來歷：科技日報
另據《中國日報》10月22日報導，近來位于貴州畢節的先進緊縮空氣儲能體系正式并網發電，這是目前國際上容量最大、功用最全、測量規劃最寬的先進緊縮空氣儲能集成驗證與演示渠道，最大儲能容量40MWh，最大發電功率10MW。同金壇項目比較，這套體系不只不焚燒化石燃料，并且還不依靠儲氣窟窿，即不受地理條件和燃料束縛，是緊縮空氣儲能技能的主要開展方向。
該體系由中國科學院工程熱物理研究所研制，已于2016年末完成演示運轉，累計運轉時刻超越4000小時。可完成電力體系調峰、調相、旋轉備用、應急響應、黑發動等功用。
畢節項目現場圖視頻截圖
畢節項目現場圖視頻截圖
在緊縮氣體儲能的另一個分支——新式二氧化碳儲能方面，我國也開端布局。據中國新聞網10月22日報導，國內首個“新式二氧化碳儲能驗證項目”正式開工，該項目位于四川德陽，是運用剩余電力將常溫、常壓的二氧化碳氣體緊縮為液體，并將緊縮過程中產生的熱能貯存起來;在用電高峰期，運用存儲的熱能加熱液態二氧化碳至氣態。
同一般的緊縮空氣儲能比較，二氧化碳儲能在工質存儲方面有明顯優勢，二氧化碳常溫即可液化，能夠便利完成液態存儲，不受地域條件束縛，存儲本錢低。該體系同樣無需運用化石燃料，不產生固體廢棄物，零碳排放，是一種綠色儲能體系。
目前該項目關鍵核心設備方面已完成方案規劃，已進入施工規劃，立刻進行出產制作，將于2022年6月建成。德陽項目的新式二氧化碳儲能技能目前在全球都處于搶先位置。主要使用于電網企業、發電企業和用電量較大的企業。該儲能體系壽數長達30年以上，在全生命周期內，循環功率不衰減。
德陽項目效果圖圖片來歷：東方汽輪機
德陽項目效果圖圖片來歷：東方汽輪機
安全、長命、不挑地
緊縮氣體儲能比較其他新式儲能有何優勢?在本錢和功率方面開展到了什么水平?有沒有技能或資料上卡脖子的危險?觀察者網采訪了金壇和德陽項目的核心部件——透平機的制作商，東方電氣(18.750,0.76,4.22%)集團旗下的東方汽輪機公司。
據東汽方面介紹，緊縮氣體儲能首先非常安全。以德陽的液化二氧化碳儲能項目為例，因為二氧化碳液化很簡單，因此貯存它只需幾兆帕的壓力，不用憂慮高壓儲氣帶來的危險，一起二氧化碳無毒、不易燃易爆，自身的安全性就很好。
存儲壓力較高的緊縮空氣儲能需求用十幾兆帕的容器，盡管如此，因為貯存介質是空氣，所以同樣不存在爆炸的危險。中科院工程熱物理研究所工程師郭文賓曾向媒體表明，十幾兆帕歸于中等壓力規劃，它的危險是可控的。
畢節項目所用的集氣管道視頻截圖
畢節項目所用的集氣管道視頻截圖
其次，除金壇的鹽穴緊縮空氣儲能有天然的選址要求，需依靠地質條件外，畢節的先進緊縮空氣儲能和德陽的氣液兩態二氧化碳儲能都沒有選址上的顧忌，只需求有滿足貯存高壓氣體或液體的容器就夠了。據東汽介紹，當時單位占地面積最小的氣液兩態二氧化碳儲能同鋰電池儲能所需的占地面積基本適當，未來還有進一步優化的空間。
別的，緊縮氣體儲能體系所需求的全部都是常規資料，儲能要用的空氣更是隨處可見，二氧化碳也是工業范疇常用工質，自身易于獲取。不像電化學儲能會用到鋰、鈷這樣的稀有金屬，或是氫燃料電池要運用鉑這種貴金屬。
并且，現階段無論是緊縮空氣儲能仍是氣液兩態二氧化碳儲能我國均完成了核心設備的徹底國產。據東汽介紹，緊縮氣體儲能體系最重要的部件便是儲氣容器、緊縮機和發電透平等，以發電透平為例，以東方汽輪機為代表的中國透平機械研制廠商，其技能水平處于全球先進位置，核心技能均把握在自己手中。二氧化碳儲氣方面，德陽項目這次的合作伙伴——百穰新動力有限公司也取得了巨大打破，借助一種柔性倉儲容器解決了密封性、牢靠性的問題。
金壇項目現場圖片來歷：科技日報
金壇項目現場圖片來歷：科技日報
不只如此，緊縮氣體儲能體系壽數極長。德陽氣液兩態二氧化碳儲能項目的估計壽數為30年以上，另據《中國動力報》報導，其他緊縮空氣儲能項目的壽數則能夠達40-50年。并且同會出現衰減的電化學儲能不同，緊縮空氣儲能的周期不受束縛。
本錢方面，德陽氣液兩態二氧化碳儲能因為高壓存儲選用液態存儲，與選用鹽穴、壓力容器存儲高壓氣體的緊縮空氣儲能比較，本錢可下降很多。想進一步下降本錢那仍是要從儲氣本錢、體系功率等級這兩方面入手，包含儲氣資料的打破，緊縮機和透平機結構上的優化規劃等，像這次德陽項目便是透平排氣的低壓儲氣技能取得了打破，使儲氣本錢大幅下降，讓項目在經濟上有了可行性。
最終在轉化功率方面，金壇的演示項目規劃功率是60%左右，德陽項目是國內首個新式二氧化碳儲能試驗項目，與同功率等級的緊縮空氣儲能功率基本適當。從理論上看，緊縮氣體儲能最高功率能夠到達80%以上，但因為不可避免的損耗，估計最終能夠到達70%的水平。
中國科學院官方訂閱號“中科院之聲”的消息顯示，目前正在河北張家口建造的100MW先進緊縮空氣儲能體系，其體系方針功率將到達70%，單位裝機本錢下降至450-750美元/kW，已挨近抽水蓄能電站的功率及單位裝機本錢，項目估計2021年末建成，有望在未來得到廣泛使用。
本年9月，張家口項目的定子吊裝成功
本年9月，張家口項目的定子吊裝成功
電化學儲能后的又一個新星?
具有規劃大、適用性強、功率高、本錢低、環保等優點的緊縮氣體儲能體系，被認為是最具開展潛力的大規劃儲能技能之一。
觀察者網注意到，緊縮空氣儲能現已被寫入國家“十四五”規劃中。除此之外，在近期發布的《中共中央 國務院關于完整精確全面遵循新開展理念做好碳達峰碳中和作業的定見》當中，緊縮空氣儲能同電化學儲能一道，被列入加強技能攻關、演示和產業化使用的新式儲能技能。
學術界則更早認識到了緊縮氣體儲能技能的重要性。在《中國動力報》2019年的報導中，中國科學院院士、清華大學教授盧強稱，緊縮空氣儲能是減少棄電、進步可再生動力運用功率的最佳方法。它能夠成為電網削峰填谷的主力，逐漸做到不讓高效火電機組“深度調峰”;并且，只需以1：10的份額配置就可在現有基礎上大幅進步風電、光伏發電等天然綠能的運用率約20%。
中科院工程熱物理研究所研究員、副所長陳海生則更是將緊縮空氣儲能列為唯一可與抽水蓄能相媲美的大規劃儲能技能。在《中國動力報》的報導中，他表明緊縮空氣儲能的規劃至少要100MW，到達抽水蓄能的規范，才能發揮更大的作用。別的，功率要從現在的50%—60%提升到挨近70%，這樣比較抽水蓄能和化學電池，就具有了滿足強的競爭力。
不過，同比肩抽水蓄能這樣的遠大方針比較，目前的緊縮氣體儲能項目規劃顯然有些小。對此，東方汽輪機有限公司副總工程師孫奇向觀察者網表明，只要德陽新式二氧化碳儲能的試驗項目能夠取得成功，因為受選址束縛小，那它就能夠敏捷取得推廣，體系擴容也要相對簡單，只需求添加滿足多的容器，再把緊縮機和發電透平功率做大或選用多單元制就能夠了，擴容后每千瓦時的本錢造價也會相應下降。
他還泄漏，目前二氧化碳儲能技能研制和工程化使用我國都處于國際搶先的位置，當金壇的大規劃鹽穴緊縮空氣儲能項目正式投入商業運營后，那么我國的緊縮氣體儲能技能就能夠說處于國際上一個比較搶先的位置了，后續產業化開展潛力巨大。觀察者網 作者：李煥宇
標簽：
緊縮氣體儲能技能
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