新型“能量海綿”助力中國戈壁發(fā)電

新型“能量海綿”助力中國戈壁發(fā)電

隨著全球能源轉(zhuǎn)型，液態(tài)空氣儲能正以其獨特的優(yōu)勢在能源領(lǐng)域嶄露頭角。在前段時間舉辦的“2025中關(guān)村論壇年會”中，中國綠發(fā)“60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能示范項目”入選“10項重大科技成果”。這也是目前全球在建規(guī)模最大的液態(tài)空氣儲能項目，標(biāo)志著我國在這一前沿技術(shù)領(lǐng)域取得了重大突破，為全球能源轉(zhuǎn)型貢獻了中國智慧。近日《環(huán)球時報》記者專訪了該項目總工程師、首席專家季偉，探尋液態(tài)空氣儲能帶來的意義非凡的綠色革命。

液態(tài)空氣儲能示范項目實景圖

為何需要發(fā)展儲能技術(shù)

近年來，太陽能、風(fēng)能等新能源迎來大規(guī)模應(yīng)用，但新能源發(fā)電存在間歇性、不穩(wěn)定性和供需錯峰矛盾，對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成影響，儲能技術(shù)隨之迎來高速發(fā)展的機會。季偉介紹說，隨著雙碳目標(biāo)的提出，我國對新能源的占比要求越來越高，預(yù)計到2050年將達到60%以上，但新能源發(fā)電的波動性較大，“高比例新能源接入會對電網(wǎng)產(chǎn)生較大沖擊，需要利用大規(guī)模儲能技術(shù)去平抑這種波動性，類似一個能量海綿，把能量吸收進去，需要時再穩(wěn)定地釋放出來，這就是儲能技術(shù)的作用之一”。2022年2月，國家發(fā)改委、國家能源局正式印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，方案指出：到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。

目前儲能技術(shù)主要分為電化學(xué)（電池）儲能、抽水蓄能、壓縮空氣儲能等不同技術(shù)路徑。其中液態(tài)空氣儲能是一種新型儲能技術(shù)，具有大規(guī)模、長時效、長壽命、綠色低碳、安全穩(wěn)定、布置靈活及提供轉(zhuǎn)動慣量支撐等特點。它能夠?qū)㈦娋W(wǎng)無法直接消納的電能轉(zhuǎn)化為高能量密度的液態(tài)空氣存儲，在用電需求高峰時釋放電能，有效提高電網(wǎng)運行效率和穩(wěn)定性。較之傳統(tǒng)儲能技術(shù)，其占地面積更小，儲能密度更大，應(yīng)用場景更加靈活多元，尤其在可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰等領(lǐng)域具有突出優(yōu)勢。

季偉在接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示，液態(tài)空氣儲能提出至今已有四十多年的發(fā)展歷程，“60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能”項目首次完成了液態(tài)空氣儲能工藝包設(shè)計，這在液態(tài)空氣儲能的發(fā)展進程中，堪稱一次關(guān)鍵突破。“簡單來說，完整的工藝包設(shè)計，猶如一座橋梁，連接起了從實驗室/中試階段邁向工程化的通道，使液態(tài)空氣儲能技術(shù)邁向工程化發(fā)展，也將點亮能源轉(zhuǎn)型的全新路徑?！?/p>

每1立方米液態(tài)空氣可以發(fā)75度電

此次在青海格爾木建設(shè)的“60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能”是國家級新型儲能示范項目，由中國綠發(fā)投資集團有限公司和中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合攻關(guān)，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備自主化率100%，創(chuàng)新性地采用深低溫梯級液化蓄冷工藝和常壓低溫存儲技術(shù)，研制了七項國際創(chuàng)新的關(guān)鍵核心設(shè)備，實現(xiàn)了從百千瓦級到萬千瓦級液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的規(guī)?；l(fā)展，入選2024年度國家能源局新型儲能示范項目、能源領(lǐng)域第四批首臺（套）重大技術(shù)裝備。該項目總投資6.45億元，建成投運后預(yù)計年發(fā)電量約為1.8億度，可滿足約3萬戶居民一年的用電需求，將成為世界液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域儲能功率最高、儲能容量最大的項目。

相比于其他的儲能技術(shù)，液態(tài)空氣儲能技術(shù)最突出的優(yōu)勢就是儲能密度高，相當(dāng)于把空氣壓縮約700倍后進行液化存儲，每1立方米液態(tài)空氣可以發(fā)75度電。也正是因為其較高的儲能密度和不受地理條件限制的靈活布置特點，液態(tài)空氣儲能可與液化天然氣、空分、光熱、傳統(tǒng)電廠等多種形式能源耦合，提升能源綜合利用效率，是當(dāng)前最具潛力的新型大規(guī)模長時儲能技術(shù)之一。

但液態(tài)空氣儲能技術(shù)的研發(fā)并非一帆風(fēng)順，季偉告訴記者：“在研發(fā)過程中，高效固/液相蓄冷工質(zhì)及裝備的研制、換熱器的非穩(wěn)態(tài)設(shè)計和大型低溫儲罐的疲勞設(shè)計等技術(shù)難題一度讓團隊很頭疼，最后通過與國內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域龍頭廠家合作，這些技術(shù)難題被一一攻破，確保了項目的高效性、安全性和經(jīng)濟性，為液態(tài)空氣儲能技術(shù)的廣泛應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。”

向世界提供綠色能源解決方案

季偉表示，液態(tài)空氣儲能技術(shù)的成功應(yīng)用，為我國儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展開辟了新的道路。其重大意義在于其在特定場景下的獨特應(yīng)用優(yōu)勢，尤其是在其他儲能技術(shù)難以發(fā)揮作用的環(huán)境中，比如沙漠、戈壁、荒漠以及一些極寒地區(qū)?，液態(tài)空氣儲能技術(shù)能夠提供可靠的儲能解決方案。隨著技術(shù)的不斷成熟和成本的逐步降低，液態(tài)空氣儲能有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為推動能源轉(zhuǎn)型和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支柱。

季偉告訴《環(huán)球時報》記者，“這項技術(shù)目前我們在效率和規(guī)模上均處于全球領(lǐng)先地位，國外公司的液態(tài)空氣儲能項目最大規(guī)模為50MW/250MWh，而中國的項目規(guī)模達到60MW/600MWh，是目前全球最大的液態(tài)空氣儲能項目。其次，中國的技術(shù)在效率、安全性、儲能密度等方面均優(yōu)于國際同類技術(shù)。”

“60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能示范項目”的研制，有力促進了沙戈荒地區(qū)風(fēng)力、光伏發(fā)電波動性及電網(wǎng)穩(wěn)定性問題的解決，助力“雙碳”目標(biāo)實現(xiàn)，同時，關(guān)鍵系統(tǒng)的制造和集成不僅提升了我國能源領(lǐng)域重大技術(shù)裝備的生產(chǎn)制造能力，也推動了上下游產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新應(yīng)用。季偉表示，“項目的成功是我國能源領(lǐng)域的一次重大突破，也是全球能源轉(zhuǎn)型的重要探索。它不僅展示了中國在儲能技術(shù)領(lǐng)域的強大實力，更為世界提供了可復(fù)制、可推廣的綠色能源解決方案?！?/p>