中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：當(dāng)前，以沙漠荒漠戈壁為主的新能源基地項(xiàng)目正在大規(guī)模推進(jìn)。沙漠荒漠戈壁地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱，電網(wǎng)支撐能力有限，需要配置足夠規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)才能滿足新能源的送出和消納。另一方面，我國(guó)沙漠荒漠戈壁地區(qū)氣候條件復(fù)雜，傳統(tǒng)電化學(xué)儲(chǔ)能對(duì)極端氣候的適應(yīng)性尚未得到驗(yàn)證，適應(yīng)于沙漠荒漠戈壁新能源基地的儲(chǔ)能方案還有待進(jìn)一步研究摸索。近段時(shí)間，來自瑞典的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能公司Azelio在阿布扎比沙漠地區(qū)開展了一項(xiàng)創(chuàng)新研發(fā)項(xiàng)目，本文將介紹該公司的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，希望對(duì)國(guó)內(nèi)沙漠荒漠戈壁新能源基地儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)有所啟發(fā)。
北京時(shí)間2022年2月14日，阿聯(lián)酋馬斯達(dá)爾公司（Masdar）、哈利法科技大學(xué)和瑞典的Azelio公司在阿布扎比的馬斯達(dá)爾城開展了一項(xiàng)可“7×24小時(shí)”持續(xù)供電的沙漠“光伏+儲(chǔ)熱”示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目采用Azelio公司研發(fā)的再生鋁合金相變材料（PCM）儲(chǔ)熱技術(shù)，將能量以熱量的形式儲(chǔ)存在由回收的鋁和硅制成的金屬合金中，并在夜間利用斯特林發(fā)電機(jī)將其轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)現(xiàn)“7×24小時(shí)”持續(xù)供電。該系統(tǒng)在0.1到100兆瓦的范圍內(nèi)具有可擴(kuò)展性和競(jìng)爭(zhēng)力，最大儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)可達(dá)13小時(shí)，設(shè)計(jì)運(yùn)行壽命30年以上。
今年年底，哈利法大學(xué)將報(bào)告該系統(tǒng)在沙漠環(huán)境中的性能。 該系統(tǒng)的存儲(chǔ)單元將根據(jù)幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行演示和評(píng)估，包括24小時(shí)為大氣水發(fā)電系統(tǒng)提供可再生電力，以捕獲濕度并將其冷凝為可用水。
一、Azelio 公司的發(fā)展背景
Azelio 公司總部位于瑞典哥德堡，目前擁有160多名員工，生產(chǎn)中心位于烏德瓦拉，在哥德堡和奧馬爾設(shè)有開發(fā)中心，并在斯德哥爾摩、北京、馬德里、開普敦、布里斯班和瓦爾扎扎特設(shè)有辦事處。
該公司成立于2008年，核心專長(zhǎng)是將熱能轉(zhuǎn)化為電能的斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)和制造，最初的目標(biāo)領(lǐng)域是使用 GasBox 進(jìn)行燃?xì)獍l(fā)電，GasBox 是一種燃燒氣體為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)提供熱量以發(fā)電的產(chǎn)品。今天，Azelio 有兩個(gè)傳統(tǒng)產(chǎn)品 GasBox 和 SunBox，這是 GasBox 的改進(jìn)版本，使用太陽能而不是燃燒氣體。如今，這兩種產(chǎn)品都已完全商業(yè)化，在多個(gè)不同國(guó)家開展業(yè)務(wù)，在整個(gè)開發(fā)過程中，Azelio 已經(jīng)完善并積累了超過 200 萬個(gè)運(yùn)行小時(shí)的經(jīng)驗(yàn)。于2018年上市，致力于推廣TES.POD長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。
二、Azelio 公司核心技術(shù)介紹
Azelio 公司TES.POD裝置由一個(gè)采用再生鋁相變材料 (PCM) 的存儲(chǔ)單元組成，該存儲(chǔ)單元與斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)相結(jié)合，可在充滿電時(shí)實(shí)現(xiàn) 13 小時(shí)的穩(wěn)定放電。與其他電池解決方案相比，TES.POD裝置的獨(dú)特之處在于其模塊化、具有長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)容量并在運(yùn)行斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)產(chǎn)生熱量，從而提高了系統(tǒng)效率。TES.POD裝置的性能為進(jìn)一步將更多可再生能源整合到能源系統(tǒng)中提供了一個(gè)有吸引力的解決方案。
（一）再生鋁合金相變材料（PCM）
采用再生鋁合金相變材料作為儲(chǔ)熱裝置，從太陽能光伏和風(fēng)能等可再生能源接收熱能或電力。將能量以熱量的形式存儲(chǔ)在可回收的鋁合金中。加熱到 600攝氏度左右達(dá)到相變狀態(tài)，從而最大限度地提高能量密度，并能夠長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)能量。額定功率下放電時(shí)長(zhǎng)達(dá)13小時(shí)，充滿電可存放5-6小時(shí)。且再生鋁合金相變材料（PCM）不會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化和損失，因此非?？煽俊?
（二）斯特拉發(fā)動(dòng)機(jī)低成本發(fā)電
在放電過程中，熱量從 PCM 通過傳熱流體 (HTF) 傳遞到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，工作氣體被加熱和冷卻，從而運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī)。熱量根據(jù)需要轉(zhuǎn)移到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，以低成本發(fā)電，并在 55-65?攝氏度的溫度下輸出熱量，全天零排放。Azelio斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)設(shè)備額定出力13千瓦，并已經(jīng)在2009年商業(yè)化運(yùn)行。截至目前，已有183臺(tái)Azelio斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)部署在全球各地。
三、產(chǎn)品應(yīng)用情況介紹
目前Azelio公司的市場(chǎng)主要在中東、南非、美國(guó)和澳大利亞。2021年年初，Azelio首次在阿聯(lián)酋迪拜的Mohammed bin Rashid Al-Maktoum太陽能發(fā)電廠進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。截止目前，Azelio已與約旦、印度和墨西哥等國(guó)的合作伙伴簽署了一系列諒解備忘錄文件，并于去年底與摩洛哥可持續(xù)能源署（MASEN）達(dá)成合作，在摩洛哥啟用了第一個(gè)電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)熱驗(yàn)證系統(tǒng)。
2021年8月，埃及 Engazaat Development S.A.E.Azelio公司采購(gòu)20臺(tái)TES.POD裝置，用于為農(nóng)業(yè)海水淡化提供能源供應(yīng)。2021年11月，獲得南非農(nóng)業(yè)公司 Wee Bee Ltd.的8臺(tái)TES.POD裝置訂單。
2022年 3 月，Azelio公司進(jìn)軍美國(guó)市場(chǎng)，為其 TES.POD 產(chǎn)品安裝美國(guó)認(rèn)證項(xiàng)目，以確保 TES.POD 產(chǎn)品符合美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)。該認(rèn)證項(xiàng)目將在洛杉磯巴吞魯日與總部位于巴吞魯日的電氣工程和建筑公司 MMR Group 合作進(jìn)行。存儲(chǔ)單元將于 4 月從 Azelio 在瑞典的工廠運(yùn)至 MMR，以適應(yīng)美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，然后在初秋安裝認(rèn)證項(xiàng)目。 Azelio首席執(zhí)行官Jonas Eklind表示：“美國(guó)認(rèn)證是我們與合作伙伴一起擴(kuò)大在美國(guó)市場(chǎng)的影響力計(jì)劃中的重要一步?！霸谀茉葱枨笸⑶页杀撅j升的情況下，我們的技術(shù)非常適合在美國(guó)市場(chǎng)擴(kuò)大可靠的可持續(xù)能源供應(yīng)?！?
四、筆者的幾點(diǎn)思考
在介紹完Azelio公司后，筆者也談?wù)剮c(diǎn)啟發(fā)和感想。
一是以再生鋁合金為儲(chǔ)熱介質(zhì)的思路值得借鑒。Azelio公司采用再生鋁合金作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，該儲(chǔ)熱介質(zhì)尤其適合我國(guó)的情況，值得深入研究推廣。我國(guó)電解鋁行業(yè)供應(yīng)鏈強(qiáng)大，原材料豐富，產(chǎn)能充分且電解鋁行業(yè)一直以高耗能被詬病。以再生鋁合金為儲(chǔ)熱介質(zhì)的熱儲(chǔ)能產(chǎn)品，一方面延伸了鋁產(chǎn)業(yè)鏈，可迅速降低成本，另一方面也發(fā)揮了鋁業(yè)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的價(jià)值，將電解鋁行業(yè)高耗能的角色真正轉(zhuǎn)變?yōu)楦咻d能。值得有色金屬領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)研究。
二是熱-電以及熱-熱的儲(chǔ)能模式值得推廣。我國(guó)工業(yè)園區(qū)眾多，工業(yè)園區(qū)的耗能除了電力之外，熱能需求也非常之大。新能源棄電、低價(jià)谷電利用鋁合金高品質(zhì)儲(chǔ)熱，部分以熱-電形式供電，部分以高品質(zhì)熱-多形式熱供熱，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)園區(qū)能量的高效利用和真正的多能互補(bǔ)。（未經(jīng)允許，嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載）
