液态空气储能示范:新型储冷系统实现电网级调峰
嘿,各位小伙伴!今天咱来聊聊一个超厉害的科技 —— 液态空气储能示范,尤其是它那新型储冷系统,在电网级调峰里可起着大作用呢!
咱都知道,电力这东西,生产和输出基本是稳稳当当的,可咱用电的需求啊,那变化可就大了去了,一会儿高峰,一会儿低谷的。就好比白天大家都在上班、工厂开工,用电呼呼地涨,到了晚上夜深人静,用电又降下来了。这一高一低的,电网可就有点 “吃不消” 啦。而液态空气储能技术,就像是给电网请了个 “贴心小助手”,来解决这麻烦事儿。
液态空气储能,简单来说,就是把电网里那些暂时用不完、直接消纳不了的电能,转化成一种特殊的 “宝贝”—— 高能量密度的液态空气存储起来。这液态空气可神奇了,它的密度比常温下的气态空气提升了大概 750 倍呢,关键是,它还能在常压状态下存储,安全系数那是相当高。
具体是怎么操作的呢?在充电阶段,就像是给空气来个 “变身大作战”。先把空气多级压缩,压缩后的空气就像被 “挤扁” 了一样,然后让它流经蓄冷单元,给它降降温,接着进一步降压,嘿,空气就变成液态啦,这时候把它存到储罐里。在这个过程中,会释放出多余的热能,可不能浪费呀,把这些热能收集起来,存到专门的储热装置里,等后面放电的时候就能派上用场咯。
到了放电阶段呢,就把存储的液态空气 “请” 出来,给它加压、升温,让它重新变回气态,再用这些气化后的空气去驱动膨胀机发电,最后把电并入电网。这时候,液态空气释放冷能的过程也得利用起来,把冷能存到储冷装置里,下次充电液化空气的时候就能用上,是不是特别巧妙?
这里面,新型储冷系统可是个关键角色。就拿冷库储能系统(PCM - CSS)来说吧,它和液态空气储能里的储冷原理有点像。在谷电时段,冷库的制冷系统就像个勤劳的小蜜蜂,满负荷运转,除了维持冷库的低温,多余的冷能就被相变储冷模块吸收了,模块里的相变材料吸收冷能后,就从液态变成固态,把冷能储存起来。到了非谷电时段,相变储冷模块就开始工作啦,随着库内温度变化,它把储存的冷能释放出来,维持库内低温,这样就能减少制冷系统的运行时间,实现峰谷转移,降低用电成本。液态空气储能里的新型储冷系统也是类似的道理,在充电时存储冷能,放电时释放冷能,让整个储能过程更加高效。
相比于其他大规模长时储能技术,液态空气储能技术那优势可太明显了。首先,它不受地理条件的限制,不像有些储能技术,对地理位置要求特别高,它可以在各种地方 “大展身手”。其次,它是常压储存,避免了高压气体储能带来的安全隐患,就像给储能上了一把 “安全大锁”。而且,它占地面积小,能满足长时、大规模的储能需求,特别适合咱们现在对能源存储的高要求。另外,它低碳环保,运行的时候工质就是空气,不会排放二氧化碳和其他污染物,生命周期里碳排放极低,简直就是环保小卫士。设备寿命还长,运行稳定可靠,维护成本也低,真的是优点满满。
目前,好多国家都在研究液态空气储能技术。在我国,中国科学院理化技术研究所、中国科学院工程热物理研究所等单位在这方面取得了不少成绩。比如说,中国科学院理化技术研究所王俊杰研究员团队,在液态空气储能技术研究和应用领域已经深耕了 10 余年,形成了一整套完整的创新链条,从理论创新到关键核心技术突破,再到工程示范应用,都做得相当出色。他们研制的 60MW/600MWh 液体空气储能系统及关键装备,还入选了国家能源局第四批首台(套)重大技术装备名单呢。他们和中国绿发投资集团合作,在青海格尔木市建设的液态空气储能示范项目,预计 2025 年联调发电,投运后,将成为发电功率世界第一、储能规模世界最大的液态空气储能示范项目,这可太牛了,对我国大规模长时储能建设有着重大的示范意义。
液态空气储能示范项目的成功,对于电网级调峰来说,那影响可大了去了。在电源侧,它能解决一直困扰我国可再生新能源发展的弃风弃光问题,让风电、光伏这些新能源更好地发挥作用。还能让火电实现灵活存储和释放,大幅提高火电的深度调峰能力。在电网侧,能优化电网系统的能量管理,实现削峰填谷、热备用、电能质量治理等功能,让电网运行得更稳定,一定程度上缓解限电状况,提高系统效率和输配电设备的利用率。在负荷侧,能灵活耦合不同形式的余热 / 冷资源,同时输出冷、热、电及工业用气等多种形式的能源,提升能源综合利用效率。
总之,液态空气储能示范项目里的新型储冷系统,真的是给电网级调峰带来了新的希望和解决方案。随着技术的不断发展和完善,相信它在未来的能源领域里,一定会大放异彩,为我们的生活带来更多的便利和惊喜。
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