又一新型儲能技術(shù)實現(xiàn)新突破!

　　據(jù)中儲國能官微消息，近日，中國科學(xué)院工程熱物理研究所在先進壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)方面取得重要進展，河北省張家口國際首套百兆瓦級先進壓縮空氣儲能示范項目壓縮機通過具有CNAS資質(zhì)的第三方測試，測試結(jié)果為最高排氣壓力達100.333bar，變工況范圍為18%-118%，最高效率達87.5%，達到國際領(lǐng)先水平。

　　壓縮空氣儲能具有大規(guī)模、長時間、低成本、高效率、安全和環(huán)境友好等優(yōu)點，是最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模儲能技術(shù)之一。《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》將百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)作為新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點方向之一。

　　壓縮機是壓縮空氣儲能系統(tǒng)的最重要的核心部件之一，其作用主要是在儲能時，將常壓空氣壓縮至高壓狀態(tài)，并儲存至儲氣裝置中，完成將電能轉(zhuǎn)化為空氣的壓力能和熱能的過程。

　　中國科學(xué)院工程熱物理研究所通過自主創(chuàng)新，解決了一系列設(shè)計和制造難題，突破了總體設(shè)計及優(yōu)化、全三維流動優(yōu)化、復(fù)雜緊湊結(jié)構(gòu)設(shè)計、高效變工況控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制成功了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的百兆瓦級壓縮空氣儲能系統(tǒng)多級寬負荷壓縮機，使該壓縮機具有效率高、壓力大、運行范圍寬等優(yōu)點。

　　大型長壽命的新型儲能技術(shù)

　　據(jù)國家能源局數(shù)據(jù)，截至2022年底，我國已投運新型儲能項目裝機規(guī)模達870萬千瓦，其中，壓縮空氣儲能項目裝機規(guī)模占比2%，為17.4萬千瓦。

　　壓縮空氣儲能是基于燃氣輪機技術(shù)衍生出來的一種新型儲能技術(shù)，工作原理為，在夜間等用電低谷時段，啟動壓縮機，將空氣壓縮存儲進儲氣裝置;在白天等用電高峰時段，將儲氣裝置內(nèi)存儲的壓縮空氣引入燃燒室，經(jīng)加熱升溫后轉(zhuǎn)化為高溫高壓氣體，氣體膨脹后驅(qū)動渦輪機發(fā)電。

　　組成方面，壓縮空氣儲能系統(tǒng)一般由壓縮機、膨脹機、換熱器、儲氣裝置、發(fā)電機/電動機、控制系統(tǒng)六大部分組成。

　　優(yōu)點方面，壓縮空氣儲能第一個優(yōu)點是功率大，僅次于抽水蓄能電站，可應(yīng)用于100MW+的大型儲能電站上;第二個優(yōu)點是壽命長，系統(tǒng)壽命可達40-50年，可進行上萬次的充放電;第三個優(yōu)點是儲能時間長，可達4小時以上。

　　不過，瑜不掩瑕，壓縮空氣儲能也有很多不足。

　　1、布局不夠靈活，大型壓縮空氣儲能系統(tǒng)往往需要選址在鹽穴、礦井，以及結(jié)構(gòu)可靠的巖石洞穴等環(huán)境內(nèi)，不能根據(jù)實際需要進行選址布局。

　　2、儲能效率不高，在60%-75%范圍內(nèi)，相對鋰離子電池等技術(shù)較低。

　　3、啟動時間較長，一般需要10分鐘左右的啟動時間。

　　4、高污染，將空氣加熱升溫為高溫高壓氣體的過程，需要借助煤炭等化石燃料。

　　中科院工程熱物理所的壓縮空氣儲能研究之路

　　中國科學(xué)院工程熱物理研究所從2004年起在國內(nèi)最早開展壓縮空氣儲能技術(shù)的研究，經(jīng)過19年的努力，在研發(fā)成功國際首座1.5MW級、10MW級先進壓縮空氣儲能國家示范項目的基礎(chǔ)上，突破了100MW級先進壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)，建成了世界首座100MW先進壓縮空氣儲能國家示范系統(tǒng)，并于2022年9月30日成功并網(wǎng)發(fā)電，樹立了行業(yè)新的里程碑。

　　上述相關(guān)工作得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)專項(A類)、國家發(fā)改委國家可再生能源示范區(qū)重大項目、國家杰出青年科學(xué)基金等項目的支持。