压缩空气也是能源,创造了千亿市场!压缩空气储能有望建成100 MW储能系统!原标题:压缩空气也是能源,十亿市场!压缩空气储能有望建成100 MW储能系统!
一个100兆瓦的项目将于2020年完工。“对我来说,这既是目标,也是承诺,更是鞭策。这面旗帜既然已经扛起,我们就要尽可能地把它扛下去。”
“几年前,我们并不看好,因为太难了。没想到他真的做到了。”中国科学院电工研究所研究员王海峰向《中国科学报》记者感慨。
记者指的是中科院工程热物理研究所研究员陈海生。2016年11月,其团队自主设计研发的大型压缩空气储能集成与演示平台建成,进入系统调试阶段,成为全球首个10 MW先进压缩空气储能系统实验测试平台。
王海峰认为,10兆瓦的压缩空气储能对风电场来说已经足够,而且成本低于电池储能,因此可以商业化。
陈海生已经开始了100 MW级系统的设计。根据他的时间表,他计划在2020年建立一个100兆瓦的压缩空气储能系统。
去年12月,《中国科学报》记者走访了位于贵州省毕节市金海湖新区的国家能源大型物理储能技术研发中心。天空飘着小雪,落在地上,打湿了公园的沥青路面。
两年前的12月,记者也在这里采访过。这也是一个雨天。因为路没修,我走了没几步就踩到了泥。
两年来,这里不仅修了路,还建成了国家能源大型物理储能技术研发中心,大型先进压缩空气储能集成验证平台也已建成并投入系统调试。预计储能效率将创造新的世界纪录。
能达到100兆瓦级别的大型储能技术有抽水蓄能和压缩空气蓄能,压缩空气蓄能排在第二位。其原理是在电网低负荷时期用电能压缩空气,在电网高峰负荷时期释放压缩空气驱动膨胀机发电。王海峰指出,压缩空气储能“具有与抽水蓄能PK基本相当的效率,可以产业化,不需要抽水蓄能的地理条件,具有很大的优势”。
国家能源大型物理储能技术研发中心副主任左告诉《中国科学报》记者,与其他储能技术相比,压缩空气储能具有容量大、成本低、寿命长等优点,系统规模越大,效率越高,成本越低。
目前世界上有两个商用的压缩空气储能电站,分别位于德国和美国,规模为100兆瓦,但采用的是燃烧天然气的传统技术路线。陈海生团队研发的先进系统不使用储气洞,不燃烧天然气,因此具有技术优势。
虽然在国际同行中处于领先地位,但陈海生时刻警醒着自己:“国际形势基本同步,国内形势紧迫,形势严峻。”2010年回国之初,他就制定了压缩空气储能研发的时间表:2012年完成1.5兆瓦示范工程,2015年完成10兆瓦工程,2020年完成100兆瓦工程。
2013年初廊坊1.5 MW示范项目建成后,团队开始了10 MW项目的设计,到2015年初,集成验证平台的施工图已经完成。下半年,在国家能源局的支持下,国家能源大型物理储能技术研发中心正式落户毕节,项目开工建设,仅用一年时间就正式竣工。
陈海生坦言:“这一年,大家都很努力,克服了很多
陈海生告诉记者,涡轮机的难点在于高压、高负荷、高转速。压缩空气储能系统需要在这种复杂的情况下实现高效率,同时还需要解决各种机器和涡轮之间的相互匹配和耦合问题。“首先,需要了解设备内部的流动和传热机理。我们通过‘863’‘973’等项目积累了大量的基础研究,只有搞清楚原理才能指导设计。”
压缩空气储能系统主要包括三部分:压缩机、膨胀机和蓄热换热。由于规模放大,1.5 MW系统的设计无法复制,几乎都重新启动了。比如采用多级高效压缩,解决70~100个大气压的超高气压压缩问题。
“这些都是我们自己完成的创新性和开创性的工作。我们没有经验可以参考,现在看来性能很好,可靠性很强。”陈海生说。
陈海生透露,该实验平台是目前世界上容量最大、功能最全、测量范围最广的压缩空气储能综合实验验证平台。具有不同储能系统的组件研发、工艺优化筛选、系统性能测试和检验等功能,为大规模储能系统的研发和产业化提供必要的技术支撑。
在100 MW先进压缩空气储能系统方面,陈海生也力争成为第一个吃螃蟹的人。据悉,系统设计已经启动。与10 MW系统相比,100 MW系统将提高10%的效率,降低30%的单位成本,适用于大型电网和风电场。
“团队、平台和资源。”这是陈海生总结的决定时间表能否按时实现的关键点。在做好团队和平台建设的同时,“找资源”一直是他的工作重点之一。
此前1.5 MW项目已经技术授权,正在持续推进,10 MW项目也在参与竞标。
陈海生认为,储能项目要想有生命力,首先要有保障——峰谷电价和储能电价的制度,其次要在概念上真正认可储能的经济价值和社会价值。
而且一套10 MW压缩空气储能系统的成本可以降到8000 ~ 9000万元,比电池便宜很多。风力发电厂买得起,使用寿命可达30年以上。储电成本0.3~0.5元/度。
“也就是说,即使没有其他政策支持,只要峰谷电价差高于0.5元,就可能盈利。”陈海生指出。
但陈海生更关心的是他的日程安排。“对我来说,这既是目标,也是承诺,更是鞭策。既然已经扛起了这面大旗,那就要尽可能的发扬光大,在中国大规模的做压缩空气储能。”陈海生说。