近日,國務院接連發布“雙碳”戰略重磅文件,將非化石能源再度拉上了輿論熱點。但眾所周知,非化石能源中裝機增長最快的風電和光伏波動很大,需要搭配儲能。現有的儲能方式里,最穩定可靠的抽水蓄能在選址上存在先天限制;電化學儲能發展迅猛但在安全、壽命等方面還有待加強。要想建立堅實可靠的新型電力系統,還需要更多新型儲能技術
在壓縮氣體儲能的另一個分支——新型二氧化碳儲能方面,我國也開始布局。據中國新聞網10月22日報道,國內首個“新型二氧化碳儲能驗證項目”正式開工,該項目位于四川德陽,是利用多余電力將常溫、常壓的二氧化碳氣體壓縮為液體,并將壓縮過程中產生的熱能儲存起來;在用電高峰期,利用存儲的熱能加熱液態二氧化碳至氣態。
同一般的壓縮空氣儲能相比,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,可以方便實現液態存儲,不受地域條件約束,存儲成本低。該系統同樣無需使用化石燃料,不產生固體廢棄物,零碳排放,是一種綠色儲能系統。
目前該項目關鍵核心設備方面已完成方案設計,已進入施工設計,馬上進行生產制造,將于2022年6月建成。德陽項目的新型二氧化碳儲能技術目前在全球都處于領先地位。主要應用于電網企業、發電企業和用電量較大的企業。該儲能系統壽命長達30年以上,在全生命周期內,循環效率不衰減。
德陽項目效果圖 來源:東方汽輪機
安全、長壽、不挑地
壓縮氣體儲能相比其他新型儲能有何優勢?在成本和效率方面發展到了什么水平?有沒有技術或材料上卡脖子的隱患?觀察者網采訪了金壇和德陽項目的核心部件——透平機的制造商,東方電氣集團旗下的東方汽輪機公司。
據東汽方面介紹,壓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,由于二氧化碳液化很容易,因此儲存它只需幾兆帕的壓力,不用擔心高壓儲氣帶來的隱患,同時二氧化碳無毒、不易燃易爆,本身的安全性就很好。
存儲壓力較高的壓縮空氣儲能需要用十幾兆帕的容器,盡管如此,由于儲存介質是空氣,所以同樣不存在爆炸的風險。中科院工程熱物理研究所工程師郭文賓曾向媒體表示,十幾兆帕屬于中等壓力范圍,它的風險是可控的。
其次,除金壇的鹽穴壓縮空氣儲能有天然的選址要求,需依賴地質條件外,畢節的先進壓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慮,只需要有足夠儲存高壓氣體或液體的容器就夠了。據東汽介紹,當前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相當,未來還有進一步優化的空間。
另外,壓縮氣體儲能系統所需要的全部都是常規材料,儲能要用的空氣更是隨處可見,二氧化碳也是工業領域常用工質,本身易于獲取。不像電化學儲能會用到鋰、鈷這樣的稀有金屬,或是氫燃料電池要使用鉑這種貴金屬。
而且,現階段無論是壓縮空氣儲能還是氣液兩態二氧化碳儲能我國均實現了核心設備的完全國產。據東汽介紹,壓縮氣體儲能系統最重要的部件就是儲氣容器、壓縮機和發電透平等,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,其技術水平處于全球先進地位,核心技術均掌握在自己手中。二氧化碳儲氣方面,德陽項目這次的合作伙伴——百穰新能源有限公司也取得了巨大突破,借助一種柔性倉儲容器解決了密封性、可靠性的問題。
作者:李煥宇 來源:觀察者網
責任編輯:admin