《中外企业合作评估液态空气储能系统可行性》

  • 来源专题:能源情报网信息监测服务平台
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2022-01-15
  • 据报道,Sumitomo SHI FW公司日前表示,正在与上海发电设备成套设计研究院(SPERI)开展合作,评估建造大型液态空气储能系统(LAES)的可行性。Sumitomo SHI FW公司是一家总部位于芬兰的公司,由日本住友重工公司在2017年收购。

    而英国储能开发商Highview Power公司开发和商业化运营的液态空气储能系统(LAES)是一种大容量的长时储能技术,能够为可再生能源发电设施提供补充,并取代化石燃料发电设施在电网中的作用。

    Highview Power公司的CRYOBattery技术是否可以用于计划在江苏省滨海县部署的两个长时储能项目中——一个持续时间为4小时的储能项目和一个持续时间为8小时的储能项目。

    这两个长时储能项目的装机容量都是50MW,这意味着4小时储能系统的储能容量是200MWh,而8小时储能系统的储能容量将是400MWh。它们将部署在上海发电设备成套设计研究院(SPERI)的滨海电站储能示范项目中。

    行业媒体当时对英国在2018年投产的第一个兆瓦级示范长时储能项目进行了报道,采用的就是CRYOBattery的液态空气储能系统(LAES)。Highview Power公司目前正在英国建设其首个大规模液态空气储能系统(LAES),其规模为50MW/250MWh。

    Highview Power公司表示,液态空气储能系统(LAES)将空气冷却至-196℃,在低压下作为液体储存,然后在需要时将其加热并膨胀驱动涡轮机发电。该技术旨在使用工业行业中的现成组件和技术,可以降低成本。

    Sumitomo SHI FW公司从自2020年以来一直与Highview Power公司开展合作,是该技术供应商的主要投资者和股东。

    Sumitomo SHI FW公司储能高级副总裁Tom Steitz表示,该公司认为液态空气储能系统(LAES)是一种创建长时储能的可行方法,并对该技术进行了尽职调查。他在一份声明中表示,长时储能正在成为电网100%可再生能源关键需求,并声称此次合作是实现这一目标的重要一步。

    这两家公司在尽职调查期间发现,除了能够提供“8小时到几天”的能量时移之外,这种长时储能技术还可以提供电网稳定服务,如惯性、无功功率和可再生能源整合的平衡等。

    中国在去年制定了一项部署30GW储能系统计划,目标是到2025年将其装机容量的一半用于可再生能源的整合,并将在2060年实现碳中和的目标。

    除了在英国正在进行部署的液态空气储能系统(LAES)之外,Highview Power公司还积极寻求在美国、西班牙和拉丁美洲大规模部署其系统,并计划在智利建设一个50MW/500MWh的液态空气储能系统(LAES)。

  • 原文来源:http://www.nengyuanjie.net/
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    • 2020年6月,国家能源局印发《2020年能源工作指导意见》指出“稳妥有序推进能源关键技术装备攻关,推动储能技术进步与产业发展。加大储能发展力度”。大规模长时储能技术是世界各国科技创新的重要战略,也是实现技术引领的主要方向。 近年来,全球储能产业得到快速发展,电源侧、电网侧和用户侧储能市场规模在万亿美元以上,且每年以9%的速度增长,远高于全球电力行业2.5%的增长率。尤其是以风、光为代表的可再生能源迅速发展为储能行业发展带来巨大市场空间。 截至2019年底,全国风电装机2.1亿千瓦,风电发电量4057亿千瓦时,占全部发电量的5.5%;光伏发电装机2.04亿千瓦,光伏发电量2243亿千瓦时,占全部发电量的3.1%。国内外专家学者一致认为到2050年,全球可再生能源占比将超过50%。然而,由于新能源间歇性和不稳定性,可再生能源大规模并网和安全稳定地运行仍存在压力。 大规模储能技术的应用能有效解决上述问题。在诸多储能技术中,可以规模应用的主要为抽水蓄能、大容量电池储能和压缩空气储能。抽水蓄能须建在具有合适地势差和丰富水源的非严寒地带,受地理条件限制较高;大容量电池储能在经济性、安全性、循环寿命及废旧电池处理等方面将面临制约;压缩空气储能具有绿色、安全、长寿命等优点,但遗憾的是其严重依赖地理条件,储能密度低,难以广泛推广。 基于新型深冷科技的液态空气储能(LAES)技术是实现新能源并网消纳、合理吸收低谷电、余热资源,并可以稳定输出冷、热、电及工业用气等多种能源的新型储能方法。 液态空气储能技术原理 液态空气储能具有大规模长时储能、清洁低碳、安全、长寿命和不受地理条件限制等突出优点,其应用场景广泛,尤其是在可再生能源消纳、电网调峰调频、黑启动、分布式能源、微网和综合能源服务等领域具有特别优势。 从技术原理看,在储能阶段,储能系统利用可再生能源电能或电网夜间低谷电驱动压缩机压缩环境空气,高压空气经蓄冷器预冷后节流液化,将电能以常压低温液态空气形式储存,同时存储压缩热。 在释能阶段,液态空气经低温泵增压后,通过蓄冷器储存冷量并气化,经压缩热(可选太阳能光热或工业中低温余热)加热后,产生高压高温气体驱动空气透平旋转做功,带动发电机发电并网。同时,系统中富余的压缩热能可部分用于生活热水供应或冬季采暖,部分用于吸收式制冷机组供应空调冷水用于夏季供冷。系统可根据不同季节不同的能量需求灵活调整冷热电供应比例,实现经济性最优。 未来的液空储能电站将是一座可实现多能互补和多能联供的智慧综合能源基站。由于液态空气的密度远大于压缩空气的密度,其储能密度(单位储气容积的发电量)是压缩空气储能的15-20倍,不需要依赖特殊地理条件(地下盐穴、矿井),也无需使用大量高压容器,系统无任何安全性问题。正是基于其显著优势,液态空气储能有望成为最具发展前景的新兴能源技术之一,也是未来智能电网的主流支撑技术之一。 低温蓄冷技术是液空储能核心 从液态空气储能的实践看,英国Highview公司和伯明翰大学正在对液态空气储能技术进行研发及产业化,于2012年在英国建成350kW/2.5MWh实验平台。同时,该团队于2014年开始建造5MW/15MWh示范项目,并正在美国开展50MW/250MWh储能电站建设,将在2022年开始运转。 在国内,2017年中国科学院理化所团队在廊坊中试基地完成了100kW低温液态空气储能示范平台的建设,取得了良好的实验结果,蓄冷效率达到了90%,系统整体效率可达60%,达到国际领先水平。 低温蓄冷技术是液态空气储能系统的核心,决定系统能量转化率。依托低温蓄冷技术可以存储液态空气复温过程中产生的高品位冷能,可以用于预冷液化系统中的高压空气,大幅增加了空气液化率。中国科学院理化所在该领域开展了多年研究,团队与国家电网科研团队密切合作,在新型蓄冷介质、深低温冷能传递机理等基础研究,以及新型蓄冷工艺和结构设计等方面取得了一系列原创成果。 2020年,团队搭建了500kW级固相蓄冷工程验证平台,可实现大功率模块化串、并联蓄冷;搭建了100kW级混合工质蓄冷工程验证平台,可实现多种蓄冷工质的低温蓄冷实验,并完成了-160℃温区的混合工质测试。 同时,团队完成了液空储能系统和风电、太阳能光热、燃气轮机调峰电站、深度调峰火电厂及LNG接收站的深度耦合应用研究,建立了多个功率等级基于液空储能的多能互补和多能联供系统工程化实施方案以及经济分析模型,促进了液空储能技术在智慧综合能源领域的应用。 建议推进百兆瓦级液空储能技术研究 针对液态空气储能大功率,高能量转换效率、高可靠性的需求,未来建议开展百兆瓦级高效液态空气储能系统共性关键技术研究,重点部署大功率液态空气储能关键工艺研究、冷/热能多级储存利用技术研究、高效宽工况压缩/膨胀技术研究、系统集成及运行控制技术研究。 目前,储能商业模式并不明晰,且液态空气储能技术尚处于示范到商业化应用的过渡阶段。我们认为,积极开展液态空气储能在发电侧、电网侧和用户侧等不同应用场景中应用分析,将有助于该技术的广泛推广,获得能源投资企业、电网、用户等各方的广泛支持。同时,基于液态空气储能的大规模长时储能的优势,在传统分散储能设备的基础上,研究大规模共享储能将会释放液态空气储能更大的商业价值。
  • 《全球首个液态空气储能工厂于英国问世》

    • 来源专题:中国科学院文献情报制造与材料知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:冯瑞华
    • 发布时间:2018-08-01
    • 英国不仅率先提出了“利用液态空气储能调峰”的概念,也成为全球首个液态空气储能工厂的问世地。 《金融时报》日前报道称,全球首个液态空气储能工厂在英诞生。这个名为Pilsworth的液态空气储能工厂坐落于曼彻斯特Bury,由英国专门研究储能系统的Highview Power公司负责运营,Highview Power和伯明翰大学共同开发了这项液态空气储能技术,双方共同拥有33项专利,造价成本比其它大型电池都要便宜,而且更耐用。 Highview Power指出,此类液态空气储能工厂可运转长达40年,而且可以任意选择安装地点,相当于一个巨型可充电电池,能够有力配合可再生能源产业的发展。 据了解,Pilsworth液态空气储能工厂装机5兆瓦,可储存15兆瓦时的电力,足够为5000个普通家庭提供连续3个小时的电力,同时还可以提供电网平衡和监管服务。该工厂的工作原理是将空气冷却至-196°C转化为液体,随后在低压下储存至隔热罐中,当需要电力时,液态空气被泵送至高压并被加热,以变成高压气体带动涡轮机发电。 《卫报》消息称,Highview Power于2014年宣布投建这个液态空气储能工厂,当时还获得了英国能源和气候变化部门800万英镑的资金支持。去年8月,该项目再次获得英国技术战略委员会“创新英国”(InnovateUK)授予的150万英镑资金。 Highview Power董事长Colin Roy表示:“全球60%的储能市场被长时间并网连接的储能系统占据,而液态空气储能技术可以满足其中一半的市场需求,年价值有望达到150亿美元。”他补充称,已经与潜在客户进行了详细的沟通和谈判,准备好为多个国家的公用事业公司提供储能技术解决方案。 意大利国家电力公司(Enel)就是感兴趣的客户之一,该公司旗下绿色电力子公司Enel Green Power能源存储创新主管Gianluca Gigliuci表示:“Highview Power的液态空气储能技术,是更有前途的解决方案之一。能源存储技术是为了助力可再生能源电力市场发展,存储系统必须更耐用、寿命更长。” 英国BBC新闻网指出,Pilsworth液态空气储能工厂与英国可再生能源产业可谓相得益彰,估计其发电能力占到2017年英国总发电量的29%。虽然在阳光充沛、风力强的时候可以储存相对较多的清洁电力,但需求高峰期间仍然无法负荷过大的发电能力。 据悉,英国早前都是通过燃煤电站来处理高峰期的电力需求,但随着这些污染环境的电站被关闭,拥有并运营国家输电网络的英国国家电网公司,开始选择小型燃气和柴油发电机组来填补电力需求空缺。 Highview Power首席执行官Gareth Brett指出,Pilsworth液态空气储能工厂成为英国另一个无污染的发电选择,可以说这座工厂是英国唯一可行且可以长期使用的储能设施。 据了解,目前全球最常见的储能形式是锂离子电池和抽水蓄能,鉴于能源储存的重要性日益增加,全面球对储能技术的投资也随之水涨船高。而诞生于19世纪末的液态空气储能技术,经过多年发展已经进入商业化示范阶段。 英国于2007年开始将液态空气储能技术商业化,首个试验工厂投建于伦敦,装机350千瓦,可储存2.5兆瓦时的电力。这个试验工厂也是Highview Power的作品,2011至2014年间全面运行,并成功与英国电网连接。 不过,汇丰银行清洁能源分析师Sean McLoughlin却持保守态度,称液态空气储能技术是压缩空气储能一个更“复杂”的版本,虽然具有占地面积小、经济性好、更节省空间等优势,但低温冷却会带来成本挑战等实际问题,目前该技术尚处早期阶段。 但也有分析师指出,液态空气储能技术可以经济高效地储存数百兆瓦的电力,随着技术不断进步,未来可以轻松地满足10多万个普通家庭的电力需求。 “当前,业内普遍将研发方向集中在锂离子电池上,但锂离子电池只能用在容量较低、较短时间的应用上。因此就能效而言,我们的液态空气储能技术是目前全球最便宜、最清洁、对环境影响最小的可商业运营的储能技术。”Gareth Brett自信地称。 .