大西北风大,紫外线强,就是缺水,适合发展光伏和风电。新能源发电消纳解决方案,也只能依靠大规模的储能,这个时候抽水蓄能也帮不上忙, 100兆瓦及以上的压缩空气储能技术发展就迫在眉睫了。
那么什么是压缩空气储能?它的原理、分类、发展现状以及成本,下面我们用两分钟的时间给你说清楚。
压缩空气储能就是利用多余的或者低成本的电能,将空气压缩为高压气体,储存在储气装置中,等到用电高峰期的时候,在释放这个高压空气,通过燃烧或者散热等方式来加热这个高压气体输送到膨胀机进行膨胀做功,推动发电机进行发电,从而达到削峰填谷的作用。
那么压缩空气储能也可分为补燃式和非补燃式两种。补燃是就是在膨胀势能的过程中,空气与其他的化石燃料在燃烧室燃烧来推动发电机发电。不补燃是为了提高效率,又分为有外热源和外热源两种。有外热源呢,就是我们经常说的利用燃煤机组多余的热源来进行耦合,无外热源呢,就是通过收集压缩空气过程中的热量,感兴趣的朋友可以仔细的去研究一下。
传统的压缩空气储能存在三个技术瓶颈:
一是需要燃烧化燃料来提供热源,特别不适合缺油少气的国家,同时还会带来环境污染。
二是需要特殊的地理条件,建造这个大型的储气室,比如岩石,洞穴,岩洞,废弃的矿井等。
三是系统效率很低。近年来,先进的压缩空气储能技术快速发展。目前国际上发展较快的主要包括以美国为代表的蓄热式压缩空气储能,它摆脱了化燃料,但仍依靠大型的储气洞穴。以英国和日本为代表的液态空气储能摆脱了对储气洞穴的依赖,但是系统效率低于25%。
相对于欧美国家,我国的压缩空气储能产业整体起步较晚,但是发展很快。 2021年底完成了张家口100兆瓦示范项目,并网效率达到了70%。系统效率的提升和成本的下降是压缩空气储能商业化的基础。目前从已建成的项目上来看,兆瓦级的系统效率超过50%,十兆瓦级的系统效率超过60%,百兆瓦级的系统超过70%,系统规模每提高一个数量级,单位成本可降低30%。 2022年5月,江苏金坛60兆瓦、300兆瓦时压缩空气储能项目的投产,标志着世界上首个非不燃压缩空气储能电站的正式投用。
初始投资成本在6元每瓦,接近于抽水蓄能,年循环次数400次,效率达到了73%,按30年寿命度,电成本约四毛钱每千瓦时,略高于抽水蓄能,但远低于磷酸铁锂,投资周期也比抽水蓄能短,投资规模小。随着技术进步,压缩空气储能技术有望超越抽水蓄能,成为储能界的一匹黑马。
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