可储能发电、稳定电网频率!国内首个新型二氧
10月22日,在东方电气集团东方汽轮机有限公司八角园区,由百穰新能源科技(深圳)有限公司(简称百穰科技)、东方汽轮机有限公司(简称东汽)和西安交通大学(简称西安交大)能源与动力工程学院共同研发的国内首个“新型二氧化碳储能验证项目”开工,预计将于明年6月建成。
其基本原理是在用电低谷期,利用多余电力将常温、常压的二氧化碳气体压缩为液体,并将压缩过程中产生的热能储存起来;在用电高峰期,利用存储的热能加热液态二氧化碳至气态,驱动透平(汽轮机)发电。
▲新型高效二氧化碳气、液两态储能系统示意图。
强强联合:
研发新型二氧化碳储能系统
压缩气体储能发电,理论上很简单,但是将原理图转化为工程应用并不容易,每一步都凝结着设计团队的缜密思考和辛勤付出。
早在2013年,西安交大能源与动力工程学院谢永慧教授团队,已开展二氧化碳热力系统及其核心设备关键技术的研发,并与多家国有大型企业及知名研究院所进行了深入合作。
“二氧化碳储能系统是由百穰科技、西安交大能源与动力工程学院、东汽3方强强联合,发挥各自优势,经过多年科研攻关,推出的一种新型储能系统。”东汽党委副书记、总经理许晔介绍,本实验验证项目对实现二氧化碳新型储能系统工程化,并向规模化发展起着关键作用。它的成功,将对整个储能行业产生深远的影响。
东汽凭借多年在能源动力装备领域积累的研发、制造、安装、调试和运行经验,为该验证系统研发出透平、压缩机等关键动力装备。
东汽副总工程师孙奇介绍,随着“碳达峰”“碳中和”战略目标的深入实施,煤电在电力供应中的占比逐步降低,以太阳能、风电等清洁高效能源为主体的新型能源系统正在构建。而太阳能、风电由于自身的波动性、间歇性,无法提供稳定、持续的电力供应。能源行业急需安全、零碳、绿色、高效的储能系统,与清洁能源配套使用。
“这个系统对电网的稳定性具有非常好的作用。在研发上投入很多精力,目前在关键核心设备方面已完成方案设计,已进入施工设计,马上进行生产制造,将于2022年6月建成。建成后,将对成渝地区双城经济圈能源动力装备产业发展,起到较强的带动作用。”孙奇介绍说。??
它的作用:
削峰填谷 稳定电网频率
“基本原理就是在用电低谷期,利用多余电力将常温、常压的二氧化碳气体压缩为液体,并将压缩过程中产生的热能储存起来;在用电高峰期,利用存储的热能加热液态二氧化碳至气态,驱动透平(汽轮机)发电。”百穰科技常务副总郑海同介绍,这一技术目前在全球都处于领先地位。主要应用于电网企业、发电企业和用电量较大的企业。该储能系统寿命长达30年以上,在全生命周期内,循环效率不衰减。
新型二氧化碳储能技术能够削峰填谷,稳定电网频率,平抑电网波动。
这个系统工作原理很简单,但此前没有成熟的系统推向社会,主要是因为储气成本太大,新型二氧化碳储能系统解决了这个问题。
“我们在新材料基础上有了突破之后,使储气成本大幅下降,才使这个系统在经济上有了可行性。”郑海同介绍,新型二氧化碳储能系统技术的优势,就是循环采用二氧化碳,而二氧化碳无毒、不易燃、易于获取。
此外,它对地理条件要求不是很高,寒带、热带、沙漠、滩涂等环境都可以运行,“沙漠甚至城市的垃圾填埋场,都可以建二氧化碳储能站。”
据介绍,该系统不仅可与清洁能源配套,也可与传统火电配套使用,作为传统火电灵活运行时小负荷工况的功率补偿,可大幅提升机组调峰能力和能量综合利用效率。
新型二氧化碳储能系统具有广阔的应用前景,有望成为支撑我国“双碳”目标达成的关键力量之一。
红星新闻记者 王明平
编辑 彭疆