中國儲能網(wǎng)訊：全球能源轉(zhuǎn)型、風光等新能源滲透率的快速攀升推動了多元化儲能技術(shù)的應用，也促使市場對于長時間、大規(guī)模儲能的需求增多，在這一領域，除了抽水蓄能、壓縮空氣儲能、液流電池儲能、熔鹽儲能外，液態(tài)空氣儲能正在2024年加速崛起。
優(yōu)勢明顯的儲能技術(shù)
液態(tài)空氣儲能是新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)的三大技術(shù)路徑之一，該項技術(shù)借助于空氣降溫液化技術(shù)，通過添加流程使空氣以液態(tài)形式儲存。
儲能時，經(jīng)過壓縮機的高壓空氣進入回熱器降溫和降壓設備進行液化，被液化的常壓低溫液態(tài)空氣儲存在儲液罐中；釋能時，液態(tài)空氣經(jīng)過低溫泵升壓、回熱器升溫，然后進入燃燒室，與燃料混合燃燒后進入膨脹機膨脹做功。
相比鋰電池儲能，液態(tài)空氣儲能不需要使用稀有材料，制造成本相對較低，且該項儲能技術(shù)使用空氣作為介質(zhì)，不產(chǎn)生污染物，是一種清潔的儲能方式，設計上，液態(tài)空氣儲能較為安全，沒有爆炸或泄漏的風險。
相比較傳統(tǒng)壓縮空氣儲能、飛輪儲能、抽水蓄能等受制于地理條件的儲能技術(shù)，液態(tài)空氣儲能選址靈活，規(guī)模可大可小，無需使用大量高壓容器，可與LNG、空分、光熱、傳統(tǒng)電廠等多種形式能源耦合,廣泛應用于可再生能源消納、電網(wǎng)調(diào)峰、分布式能源和綜合能源服務等領域。
此外，液態(tài)空氣儲能的儲能密度是壓縮空氣儲能的10-40倍，可以在較小的容器中儲存更多的能量。
除了能供電，液態(tài)空氣儲能還能供應生活熱水或冬季采暖，夏季供冷，實現(xiàn)經(jīng)濟性的最優(yōu)化，是鋼鐵廠、化工廠、水泥廠等工商業(yè)場景理想的高效能源利用解決方案。
多個領域迎重大進展
2024年，無論是政策支持、技術(shù)進步還是項目應用，液態(tài)空氣儲能都取得了重大進展。
項目方面，近日，河北省“揭榜掛帥”全系統(tǒng)液態(tài)空氣儲能項目已基本建設完成，并網(wǎng)發(fā)電一次成功，成為我國第一個并網(wǎng)發(fā)電的液態(tài)空氣儲能項目，該項目是液態(tài)空氣儲能技術(shù)的重大工程實踐，它的成功實施將為液態(tài)空氣儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應用奠定基礎。
另外，位于青海格爾木市60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能示范項目也已進入施工沖刺階段，計劃于2024年底實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，項目建成投運后將成為世界液態(tài)空氣儲能領域儲能功率最高、儲能容量最大的項目，為沙戈荒地區(qū)發(fā)電側(cè)出力不穩(wěn)定問題提供有效解決方案。
技術(shù)方面，壓縮機作為液態(tài)空氣儲能核心動設備至關重要，沈鼓集團承擔了青海格爾木項目壓縮系統(tǒng)設備的供貨任務，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，設備全部實現(xiàn)國產(chǎn)化，開發(fā)了全球最大規(guī)模水平剖分式離心壓縮機組，葉輪直徑達國際最大的2米，首創(chuàng)開發(fā)國際單臺最大流量液體膨脹機，國際單臺最大流量、高揚程液空泵，實現(xiàn)從百千瓦級到萬千瓦級，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的規(guī)模化放大，填補了大規(guī)模長時儲能技術(shù)空白。
項目建成投運后將成為世界液態(tài)空氣儲能領域儲能功率最高、儲能容量最大的項目，為沙戈荒地區(qū)發(fā)電側(cè)出力不穩(wěn)定問題提供有效解決方案。
政策層面，11月22日，國家能源局綜合司發(fā)布《關于公示第四批能源領域首臺（套）重大技術(shù)裝備的通知》，擬將77項技術(shù)裝備列入第四批能源領域首臺（套）重大技術(shù)裝備名單，儲能領域共有12個項目入選。
其中包括基于深低溫梯級蓄冷技術(shù)的60MW液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)及關鍵裝備，研制單位為中國綠發(fā)投資集團有限公司、中國科學院理化技術(shù)研究所、中綠中科儲能技術(shù)有限公司、哈爾濱汽輪機廠有限責任公司、沈鼓集團股份有限公司，依托工程為青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能示范項目。
國際方面，液態(tài)空氣儲能將在英國實現(xiàn)10GWh的項目落地。
今年10月，英國凈零排放和能源安全部（DESNZ）確認了一項新計劃，旨在刺激對該國長時儲能領域的投資，該項計劃由英國能源監(jiān)管機構(gòu)Ofgem設計并實施第一輪長時儲能技術(shù)的上限與下限機制，預計將于2025年向申請人開放。
目前，英國政府已將液態(tài)空氣儲能、壓縮空氣儲能和液流電池列為“將受益于投資者支持”的創(chuàng)新技術(shù)。
在英國這項計劃推出后，專注于液態(tài)空氣儲能技術(shù)17年的集成商Highview Power宣布，其在英國建設四個2.5GWh液態(tài)空氣儲能項目的計劃取得了關鍵性進展，將于2030年投入運行，這將有助于英國政府實現(xiàn)2030年的凈零排放目標。
其中兩座2.5GWh的儲能電站將100%使用液態(tài)空氣儲能技術(shù)，循環(huán)壽命長達40年，其儲能能力將超越英國現(xiàn)有全部電化學儲能設施。
11月，英國森特理克集團（Centrica）宣布與Highview Power建立戰(zhàn)略合作伙伴關系并投資7000萬英鎊，用于開發(fā)其位于曼徹斯特Carrington的英國首個商業(yè)規(guī)模的液態(tài)空氣儲能項目，這將提高英國的能源安全并加速向凈零能源的過渡。
Carrington項目將采用Highview Power專有的液態(tài)空氣儲能技術(shù)建造，儲能容量為300兆瓦時，輸出功率為50兆瓦，項目如果在2026年投運，將成為世界上最大的液態(tài)空氣儲能設施之一。
仍處于發(fā)展初期
盡管液態(tài)空氣儲能技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢在多種儲能技術(shù)中脫穎而出，但缺點也有很多，仍處于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展初期，面臨諸多挑戰(zhàn)。
從效率上看，液態(tài)空氣儲能的能量轉(zhuǎn)換效率基本在40%到60%之間，與電化學儲能（90%以上）相比，仍存在不小差距，需要在系統(tǒng)設計做到更加高效，或者使用了先進的絕熱材料和技術(shù)，提升液態(tài)空氣儲能的能量轉(zhuǎn)換效率。
從成本上看，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的建設和運營需要復雜的設備和工藝流程，包括壓縮機、蓄熱器、蒸發(fā)器等，這使得系統(tǒng)的建設成本較高，限制了其商業(yè)化應用的規(guī)模，一般情況下不適合太小規(guī)模的應用場景，規(guī)模太小，系統(tǒng)效率會下降，單位成本也會增加。
但液態(tài)空氣儲能關鍵設備，如壓縮機、低溫膨脹機、液體泵和膨脹發(fā)電機等國產(chǎn)設備已較為成熟，產(chǎn)業(yè)鏈完備齊全，隨著規(guī)模化推廣應用，這項技術(shù)的投資成本仍有下降空間。
從技術(shù)上層面看，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的運行和控制相對復雜，需要考慮多個環(huán)節(jié)和組件之間的協(xié)調(diào)和優(yōu)化，增加了技術(shù)挑戰(zhàn)，需不斷在技術(shù)研發(fā)上取得新突破。
從政策層面看，液態(tài)空氣儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開政策的支持，需要在市場準入、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、項目示范、盈利模式等方面給予更多的政策引導和支持。
