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      鹽穴壓縮空氣儲能商業版圖漸晰

        鹽穴,即鹽礦開采后留下的礦洞,是一種寶貴的不可再生資源。我國鹽穴資源豐富,大部分體積巨大且密封性良好,適于儲存石油、天然氣等重要戰略物資,也是儲存高壓空氣的理想場所。然而,由于利用率不高,目前絕大多數處于閑置狀態。
        作為推動能源生產和利用方式變革的重要技術之一,儲能無疑將為能源轉型帶來機遇,而壓縮空氣儲能更是儲能技術領域“前沿中的前沿”。如果將千年鹽穴喚醒,在其中壓縮空氣發電,便稱得上是一次穿越古今的“能源對話”。
      鹽穴壓縮空氣儲能商業版圖漸晰
        平頂山的葉縣,有著“中國巖鹽之都”的美譽,現在這里即將成為一座極具發展潛力的大規模長時低碳儲能技術的應用示范高地。6月30日,平頂山晟光儲能有限公司和中國機械設備工程股份有限公司在北京正式簽約,將在葉縣建設國際首套利用鹽穴儲氣的百兆瓦級先進壓縮空氣儲能電站。
       
        壓縮空氣儲能探新路
        鹽穴壓縮空氣儲能項目容量大、壽命長、費用低、響應快、運行活、效率高、污染少、占地小,可實現電力供應的“削峰填谷”、“調頻穩壓”。鹽穴壓縮空氣儲能技術借助鹽穴對空氣進行壓縮,實現能量的存儲轉化。儲能時,多級壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態,儲存至地下鹽穴,完成電能到空氣壓力勢能的轉換;釋能時,壓縮空氣從地下鹽穴釋放,驅動透平膨脹機發電,完成空氣壓力勢能到電能的轉換。壓縮空氣儲能是未來最具發展潛力的大規模儲能技術之一。
        “簡單說來,儲能電站可以在用電低谷時段,通過壓縮子系統將空氣壓縮并儲存于廢棄鹽穴內,待到用電高峰時段再釋放出來,通過高壓空氣驅動膨脹機帶動發電機發電,從而實現電能儲存及釋放,滿足當地電網儲能需求。”平頂山晟光儲能有限公司簽約人朱榮謙董事長介紹,該項目所用的技術及裝備,均來自中國科學院工程熱物理研究所的科研和產業化成果。
      鹽穴壓縮空氣儲能商業版圖漸晰
        雖然目前國內壓縮空氣儲能技術已經達到了較高水準,但實際上,壓縮空氣儲能技術并不是在我國最早出現的。上世紀八九十年代,德國、美國等國家就已經開始了壓縮空氣儲能技術的研發并落地應用,但這些都是傳統的壓縮空氣儲能項目,整個系統過于依賴洞穴儲氣來降低成本,依賴化石燃料燃燒提供熱源,并且效率比較低。
        同時,在工作原理上也有一定差異,傳統壓縮空氣儲能電站在做膨脹做功之前需要燃燒天然氣等化石燃料補熱,而中儲國能研發的壓縮空氣儲能項目運用了新型儲熱儲冷技術,在整個能量利用上,熱和冷可以高效地循環利用。這樣不僅提高了系統效率,而且還擺脫了傳統系統對天然氣等化石原料的依賴。同時可實現空氣的液化儲存,儲能密度也大幅提升,擺脫了傳統系統對于儲氣洞穴的依賴。
        中科院工熱所是國內最早開展壓縮空氣儲能研究的機構,陳海生團隊用了16年時間,推動我國的新型壓縮空氣儲能技術實現了跨越式發展。中儲國能(北京)技術有限公司是中科院工熱所研發的百兆瓦先進壓縮空氣儲能技術的產業化公司,可提供百兆瓦先進壓縮空氣儲能系統解決方案。該技術具有規模大、成本低、壽命長、清潔無污染等諸多優點,是適合長時大規模應用的電力儲能技術。
        系統具有以下優勢:(1)不需要燃燒化石燃料,清潔無污染,安全性好。(2)系統設計效率達70.4%,比國外同等規模的壓縮空氣儲能電站高出約10%-20%。(3)單位成本低,經濟性好。(4)系統壽命長,為30-50年。(5)儲能周期不受限制,日能量耗散率低于0.5%。(6)適用范圍廣,只交換電能,適用各種電站。(7)系統運行所產生多余熱量及冷能可實現綜合能源供給。
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        儲能被稱為能源革命的關鍵支撐技術,是國家大力支持的戰略性新興產業,市場需求巨大而迫切。國家“十四五”規劃中,壓縮空氣儲能被列為了要實施的儲能示范項目之一。中設集團作為國際知名工程承包商,經過四十多年的發展在能源建設領域積累了豐富的經驗,并尤為重視新能源及儲能行業的發展。中設集團總經理方彥水表示,壓縮空氣儲能具有規模大、成本低、效率高、環境友好等優點,在國家“碳達峰”、“碳中和”的戰略背景下,擁有十分廣闊的前景。這項技術與葉縣豐富的鹽穴資源可謂“天作之合”。
        “葉縣的巖鹽分布面積達400余平方公里,儲量3300億噸,品位居全國井礦鹽之首。經過長達40多年的開采后,已形成了得天獨厚的鹽穴空間資源。”葉縣副縣長夏上表示,利用鹽穴儲能將成為平頂山儲能產業的重要組成部分,空氣儲能項目的建成,將緩解區域峰谷差造成的電力緊張局面,對促進當地能源結構升級和保障能源電力可持續發展具有重要意義。
       
        壓縮空氣儲能市場未來可期
        有數據顯示,截至2020年年底,我國儲能裝機為35.6GW,約占全國電力總裝機的1.6%,低于世界2.7%的平均水平。據國際能源署預測,到2050年,我國儲能裝機將達到200GW以上,占電力總裝機的比例將提高至10%至15%,可以催生一個萬億級的產業。由此可見,壓縮空氣儲能行業市場規模巨大。同時,從國家宏觀政策導向上看,壓縮空氣儲能的大規模應用或許很快就會到來。
        2019年6月,國家發展改革委辦公廳等四部門聯合印發了《貫徹落實<關于促進儲能技術與產業發展的指導意見>2019-2020年行動計劃》,提出重點推進大容量壓縮空氣儲能等重大先進技術項目建設,推動百兆瓦壓縮空氣儲能項目實現驗證示范。另外,今年發布的國家“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要明確指出,在氫能與儲能等前沿科技和產業變革領域,組織實施未來產業孵化與加速計劃,謀劃布局一批未來產業。壓縮空氣儲能被列為了要實施的儲能示范項目之一。這意味著在“十四五”期間,壓縮空氣儲能會實現商業化應用。從企業的規劃上來看,壓縮空氣儲能的大規模應用在未來三年左右就會實現。
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