大規模儲能技術是可再生能源普及并有效應用的關鍵所在。但如何大容量、經濟、高效地儲存電力,是科學界至今沒有解決的難題。面對能源的浪費和環境氣候日益惡劣的嚴峻考驗,推動儲能技術的發展迫在眉睫。

儲能新技術釋放“大生產力” 專訪中國科學院院士盧強

    儲能是影響未來能源格局的關鍵技術,對提高能源利用效率、促進新能源產業發展、推動能源戰略轉型有重要意義。“十二五”以來,國家大力推動節能環保產業,風電、光伏等分布式能源發展迅速,然而分布式能源具有間歇式的特性,而電能是即發即用保持平衡的,因此,在用電低谷期,大量的分布式能源難以得到有效利用。目前我國風電裝機居世界第一,但風電年平均利用小時數尚不足2000 小時。

  大規模儲能技術是可再生能源普及并有效應用的關鍵所在。但如何大容量、經濟、高效地儲存電力,是科學界至今沒有解決的難題。面對能源的浪費和環境氣候日益惡劣的嚴峻考驗,推動儲能技術的發展迫在眉睫。

  2014 年11 月,在國務院辦公廳印發的“能源發展戰略行動計劃”中,儲能首次被作為“9 個重點創新領域”和“20 個重點創新方向”之一寫入國家級能源規劃文件,其戰略地位進一步提升。

  早在2012 年10 月,國家電網公司就卓有遠見地將“壓縮空氣儲能發電關鍵技術及工程實用方案研究”立為公司重大科技項目,由清華大學、中科院理化技術研究所及中國電科院共同承擔。近日,該項目成果“500kW 非補燃壓縮空氣儲能發電示范系統”首次實現了發電,成功破解大規模儲能難題,可以預見,該技術的推廣應用必將極大地釋放新能源產業的活力,為我國能源轉型、節能環保,實現“綠色中國”提供有力的支撐。本刊記者專訪了項目負責人盧強院士,請他深入解讀該技術的創新點和發展前景。

  技術創新:無需燃燒天然氣

   《國家電網》:壓縮空氣儲能技術的發電原理是怎樣的?目前這項技術在世界上發展狀況如何?

  盧強:壓縮空氣儲能技術是將棄光、棄風、棄水或低谷電通過多級壓縮機把電能轉換為分子勢能存入壓力儲氣裝置,待發電時通過釋放高壓氣流,射入壓氣透平機帶動發電機實現發電。大規模的壓縮空氣儲能對于聚納廢棄的新能源、削峰填谷、增加旋轉備用等方面具有重大意義。目前壓縮空氣儲能技術分為補燃式、儲熱式和無熱源三種形式,國際上用得較多的是補燃式,如德國美國。所謂補燃式壓縮空氣儲能乃以燃燒天然氣為主,把存儲的壓縮空氣給燃氣輪機補氧,以求提高其效率,故其本質仍然是燃氣輪機,其主要消耗的能源仍是化石能源,即天然氣。首先我國天然氣依賴進口;再者,有燃燒就會產生碳排放,這也是目前補燃式壓縮空氣電站的主要問題所在,故這種儲能方式顯然不符合我國國情。而國家電網公司的這項研發成果卻達到了真正意義上的零排放,既無二氧化碳又無PM2.5。

  《國家電網》:和國外相比,我們的技術有什么創新之處?

  盧強:其主要創新點即無需燃燒天然氣,這一點我在上一個問題中已說過,這里再補充幾點。國家電網公司該項專利技術,用以做功的“功質”是純空氣,且能源是棄風、棄光和低谷電,主要是在于“棄電”的利用,其社會經濟效率高;再者,該系統在發電的同時會排出大量的冷氣(約4℃)。它是蔬菜和水果保鮮冷庫所求之不得的,它將極大降低保鮮冷庫相當昂貴的成本;還有,該系統在壓氣機工作中會產生大量熱能,可將冷卻水溫加至80℃,可用熱泵原理加以提高其熱能品質,給城市居民和蔬菜大棚供暖。這樣它就成為冷熱電三聯供的系統,而這正是當今歐美能源部門所大力提倡和熱捧的技術;另外,國家電網公司的這項成果還有一項創新,就是將部分壓縮熱加以回收再利用,以提高氣輪機入口空氣的溫度,所以這項重大項目所研發的系統 其“電換電”的效率高于歐美各國。

  和國外相比,我們的實際效率更高。比如德國建設了世界上第一個壓縮空氣儲能電站,它的效率是42%。要注意這個效率是綜合效率,不是電換電的效率,因為它中間加入了天然氣的燃燒,如果按照“電換電”的效率來算,其效率應該是在20% 左右。

  高效儲存:電換電效率41%

    《國家電網》:與國外的壓縮空氣儲能電站相比,該示范系統的高效如何體現?

[責任編輯:趙卓然]

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