中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：四月的青藏高原腹地，凜冽的寒風(fēng)夾帶著沙礫越過(guò)蒼茫戈壁。
記者驅(qū)車沿青藏線一路西行，駛向青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市。車窗外，連綿的沙丘荒野赤地千里。遠(yuǎn)方，昆侖山脈的雪峰若隱若現(xiàn)，與天際線融為一體。
地處柴達(dá)木盆地南緣的格爾木市，平均海拔2780米，晝夜溫差可達(dá)20攝氏度。在戈壁深處，由中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司和中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所聯(lián)合研發(fā)的青海省6萬(wàn)千瓦/60萬(wàn)千瓦時(shí)液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目正加速建設(shè)，無(wú)懼“沙戈荒”環(huán)境的極端淬煉，若干巨型儲(chǔ)罐“拔地而起”。
作為全球首個(gè)大規(guī)模液態(tài)空氣儲(chǔ)能示范工程，該項(xiàng)目多項(xiàng)核心指標(biāo)領(lǐng)跑全球，計(jì)劃于今年投運(yùn)，即將重塑液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局。
敢為人先
填補(bǔ)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域空白
進(jìn)入項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，轟鳴的設(shè)備、擺動(dòng)的機(jī)械吊臂與穿梭的工作者，在荒蕪的戈壁中營(yíng)造出了一幅頗具反差的熱鬧景象。此時(shí)此地，500多名建設(shè)者正在加緊施工，進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)的最后沖刺。
該項(xiàng)目于2023年開工建設(shè)，目前，項(xiàng)目主體建設(shè)已全部完工，進(jìn)入關(guān)鍵設(shè)備的安裝調(diào)試階段?！按衲晖哆\(yùn)后，我們的項(xiàng)目將成為液態(tài)空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)電功率世界第一、儲(chǔ)能規(guī)模世界最大的示范項(xiàng)目。”中國(guó)綠發(fā)中綠中科儲(chǔ)能技術(shù)有限公司工程部經(jīng)理苑亞說(shuō)道。
何為液態(tài)空氣儲(chǔ)能？
顧名思義，就是利用電網(wǎng)無(wú)法直接消納的電能，驅(qū)動(dòng)相關(guān)設(shè)備將氣態(tài)空氣轉(zhuǎn)換為液態(tài)空氣存儲(chǔ)起來(lái)，待用電時(shí)再將其氣化，驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)與發(fā)電機(jī)發(fā)電。
“項(xiàng)目配建25萬(wàn)千瓦光伏，發(fā)電功率6萬(wàn)千瓦，發(fā)電容量達(dá)60萬(wàn)千瓦時(shí)?！痹穪喗榻B，項(xiàng)目單次儲(chǔ)能可連續(xù)向電網(wǎng)放電10小時(shí)之久，輸送60萬(wàn)度清潔電能，全年輸電量約達(dá)1.8億度，約能滿足3萬(wàn)人一年的用電量需求。
當(dāng)前，作為一種新型大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，液態(tài)空氣儲(chǔ)能被認(rèn)為是解決可再生能源間歇性問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要儲(chǔ)能技術(shù)之一。
“一方面，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)適合吉瓦時(shí)級(jí)別大規(guī)模儲(chǔ)能，且可以滿足電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能需求，存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)可達(dá)數(shù)小時(shí)至數(shù)天，能有效彌補(bǔ)鋰電池等短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)不足。另一方面，相較于抽水蓄能等對(duì)地理資源要求高的儲(chǔ)能形式，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)環(huán)境適應(yīng)性、部署推廣性強(qiáng)，且使用空氣作為介質(zhì)，生命周期碳足跡低?！痹穪喐嬖V記者。
據(jù)了解，當(dāng)前，全球范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目屈指可數(shù)。該項(xiàng)目填補(bǔ)了我國(guó)在液態(tài)空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)空白，將推動(dòng)我國(guó)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)一步提質(zhì)增效。
打造閉式循環(huán)
實(shí)現(xiàn)全程介質(zhì)零損耗
探索空氣“液化之旅”的第一站，記者在相關(guān)人員的帶領(lǐng)下步入了主廠房區(qū)域。只見數(shù)臺(tái)壓縮機(jī)依次排列，碩大的機(jī)身被風(fēng)裹上了一層薄薄的塵衣。
“在儲(chǔ)能階段，空氣經(jīng)多級(jí)壓縮逐級(jí)增壓至‘超臨界狀態(tài)’。在每級(jí)壓縮后，利用高效換熱器將壓縮熱存儲(chǔ)進(jìn)熱水罐中，進(jìn)一步將常溫高壓空氣排入冷箱進(jìn)行梯級(jí)液化。”苑亞介紹。
順著管道的延伸方向，只見一座約有20米高的金屬箱體佇立眼前。“這是項(xiàng)目系統(tǒng)的‘核心’——冷箱。常溫高壓空氣將在這里經(jīng)歷關(guān)鍵的梯級(jí)液化/氣化工序。”苑亞告訴記者，蓄冷介質(zhì)為空氣液化過(guò)程提供冷量，冷箱出口的高壓液化空氣再經(jīng)膨脹機(jī)進(jìn)一步節(jié)流降壓至零下194攝氏度，注入液空罐中穩(wěn)定存儲(chǔ)。
“在項(xiàng)目的釋能階段，蓄冷介質(zhì)將從冷箱回收液態(tài)空氣中的冷量，在此過(guò)程中，液態(tài)空氣被氣化為高壓常溫空氣，再由儲(chǔ)能階段的壓縮熱將其加熱，形成的高溫高壓熱空氣帶動(dòng)膨脹機(jī)膨脹做功，以驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)釋放電能?！痹穪喲a(bǔ)充。
從儲(chǔ)能到釋能，項(xiàng)目利用巧妙的技術(shù)路徑成功打造“閉式循環(huán)系統(tǒng)”。中國(guó)綠發(fā)青海分公司液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目部經(jīng)理鄭剛基介紹，除去部分不可避免的能量損失外，全程的介質(zhì)損耗近乎為零，具備較好的經(jīng)濟(jì)性。
100%設(shè)備國(guó)產(chǎn)化
做產(chǎn)業(yè)發(fā)展的引領(lǐng)者
記者獲悉，該項(xiàng)目主要設(shè)備已實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化，不僅填補(bǔ)了我國(guó)液態(tài)儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的空白，更有望推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)加速邁向規(guī)模化、高質(zhì)量發(fā)展。
“該過(guò)程的關(guān)鍵在于我們的專利技術(shù)路線——深低溫梯級(jí)蓄冷技術(shù)?！痹穪喐嬖V記者，項(xiàng)目擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，全流程涉及專利技術(shù)200余項(xiàng)，已入選2024年度國(guó)家能源局新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、能源領(lǐng)域第四批首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備。
“項(xiàng)目投產(chǎn)后，將有望帶動(dòng)該領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系構(gòu)建，對(duì)推動(dòng)我國(guó)液態(tài)儲(chǔ)能領(lǐng)域上下游產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新協(xié)同、加速形成自主可控的規(guī)模化生產(chǎn)集群具有十分重要的意義。”鄭剛基介紹，另一方面，作為西北電網(wǎng)首個(gè)液態(tài)空氣儲(chǔ)能，項(xiàng)目有望進(jìn)一步提升青海省特高壓外送通道的輸電穩(wěn)定性，為高原地區(qū)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能提供工程化范本。
當(dāng)前，新型儲(chǔ)能的中長(zhǎng)期發(fā)展方向仍是多元技術(shù)與電力系統(tǒng)的協(xié)同運(yùn)行。通過(guò)充分發(fā)揮儲(chǔ)電、熱、氣、冷、氫等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)多元儲(chǔ)能技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，將為青海省等典型區(qū)域新能源出力與電力負(fù)荷季節(jié)性不匹配導(dǎo)致的跨季平衡調(diào)節(jié)問(wèn)題提供良好的解決方案。
“隨著我國(guó)乃至全球電力系統(tǒng)對(duì)中長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的需求逐步增加，液態(tài)空氣儲(chǔ)能將憑借其大規(guī)模、長(zhǎng)壽命、低成本、選址靈活等優(yōu)勢(shì)，迎來(lái)更加廣闊的應(yīng)用發(fā)展前景。”鄭剛基說(shuō)道。
