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薛小代:非补燃压缩空气储能技术研究

2015-08-18 00:09
人在旅途20
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   研究背景

  1、大规模储能技术的研究意义

  国家进行大规模可再生能源持续开发和利用的战略需求,亟需开展大规模储能技术研究;构建坚强的智能电网是我国未来电网的发展方向,储能技术广泛应用于未来智能电网建设的发电、输电、配电、用电4大环节,尤其是大规模储能技术是实现构建坚强智能电网的关键之一;大规模物理储能技术主要是抽水蓄能(受地形、水资源限制)和压缩空气储能。

  2、大规模储能技术的对比

  抽水蓄能的优势是大功率、大容量、低成本,但场地要求特殊;电池储能的优势是高能量密度、高效率,劣势是寿命限制、环保约束;压缩空气储能优势是大功率、大容量,劣势是空气能量密度低。

  抽水蓄能、电池储能均存在若干局限性,压缩空气储能是智能电网的可行选择。提高压缩空气储能的运行效率是关键。

  压缩空气储能的优点是不受地理条件限制、无资源约束、工作介质为空气,环境友好,寿命长,设计寿命大于40年,冷-热-电三联供,综合效率高。其不足是储能密度低,需要巨大的储气室,选用地下洞穴储气,选址困难。

  3、压缩空气储能的应用

  聚纳新能源:实现大规模电能较长时间的有效存储和快速回馈;提高聚纳大规模风力发电和光伏发电系统的能力。

  削峰填谷:在负荷低谷时吸纳多余发电能力,并在高峰时向电网馈电。

  增加旋转备用:可等效为功率和电压均可调的同步发电系统,且响应迅速。

  4、压缩空气储能的研究现状

  全世界范围内投运或在建的压缩空气储能电站共10处(投运5处,在建5处),装机容量1.26GW(投运435MW,在建825MW)。目前,我国还没有投运的压缩空气储能电站。

  目前投运的CAES电站均为补燃式,与纯压缩空气储能相比需消耗大量天然气,同时也增加了碳排放。

  学术研究:瑞士洛桑联邦技术研究所——小型回热式压缩空气储能系统;丹麦科技大学——先进绝热式压缩空气储能系统;美国SustainX公司——新罕布什尔州,容量1.5MWh,功率等级1.5MW;德国RWE公司——阿戴尔,容量1000MWh,功率等级200MW;英国HighView公司——伯克希尔,容量2.45MWh,功率等级350kW。

  国内:目前国内在压缩空气储能在发电工业应用方面为空白。

  非补燃式CAES是储能技术研究热点与难点。

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