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新型储能规模化发展的“金坛样本” ——国内首台压缩空气超级“充电宝”投运

来源:《中国电力报》 时间:2022-06-09 15:43

新型储能规模化发展的“金坛样本”

——国内首台压缩空气超级“充电宝”投运

中国能源新闻网记者 于海江

  “自主攻克压缩机设计制造和工程化应用等难题,创建了具有完全自主知识产权的非补燃压缩空气储能技术体系,核心设备实现了100%国产化。”5月26日,我国首个盐穴压缩空气储能电站——江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目正式投运,实现世界上首次压缩空气零碳发电,该项目也是世界首个非补燃压缩空气储能电站。

  据中盐金坛盐化有限责任公司副总工程师王国华介绍,我国盐穴资源分布广泛,符合使用条件的有2000多个,其中被利用的有40多个,目前主要用于储存天然气和石油。如果盘活相关资源,预计“十四五”期间能实现1000万千瓦的盐穴储能能力,盐穴压缩空气储能市场有望达到数千亿元规模,还将带动空气压缩机、换热器、储热储气等相关设备的市场。

  非补燃技术实现“零碳”发电

  与国外已有的补燃式压缩空气储能电站相比,该电站最大的创新点是在世界上首次采用非补燃技术,压缩空气时产生的压缩热,不需要额外的燃料“助力”,可极大提高电能转换效率,全过程无燃烧、无排放,真正实现压缩空气零碳发电,为“双碳”目标实现提供支撑。

  东方电气集团东方汽轮机有限公司(以下简称“东方汽轮机”)为该项目提供核心装备“空气动力透平膨胀机”。该产品采用东方汽轮机最先进的通流设计技术,专门针对非补燃压缩空气储能电站运行特性研发的空气透平机组,机组现场启动、变负荷、停机过程中,运行稳定可靠,各运行参数指标优良,效率超过90%,为储能、发电过程中的电—电转化的高效性提供了重要保障。

  同时,该机组针对储能系统特殊性,创新启动运行方式,兼顾机组的灵活性和安全性,实现电网的快速响应要求。该项目还采用了整体式基架结构,大幅提高了安装质量,节省现场安装时间,为压缩空气储能产业规模化发展打下坚实基础。

  哈电集团哈尔滨汽轮机厂有限责任公司(以下简称“哈电汽轮机”)作为重点设备供货企业,高质量完成了该项目全部蓄热换热设备的研制任务,其中油气换热器是目前世界上单台容量最大、温度参数最高的换热器设备。此外,哈电汽轮机在核心设备——发夹式换热器的设计开发过程中取得了多项技术突破,攻克了多项关键技术难题,整体技术水平达到国际领先。

  上海奇众阀门制造有限公司(以下简称“奇众阀门”)为该项目配套了汽水、空气侧共556只阀门。其中,在空气侧大口径安全阀及导热油系统安全阀产品设计制造中,奇众阀门反复论证特殊介质的严苛工况要求,在选材和结构设计时突破技术瓶颈,不断进行试验验证,确保了产品在实际应用中的良好性能。

  压缩空气储能规模化发展正当时

  抽水蓄能是目前最成熟的电力系统储能方式,但是由于受到站址条件的制约,装机容量和电站布局难以满足新型电力系统的需求。压缩空气储能是可以与抽水蓄能相媲美的新型储能技术。

  “我国压缩空气储能虽起步较晚,但优势明显,在有盐穴的地方可以利用盐穴,没有盐穴的地方依靠人工造穴,地质限制小,具有规模大、启动快等优点,具备大规模建设的基础。”中国工程院院士、中科院武汉岩土力学研究所研究员杨春和介绍说。

  “压缩空气储能作为储能技术的主要手段之一,具有规模大、效率高、成本低、环保等优点,可实现电力调峰、调频、调相、旋转备用、应急响应等储能服务,提升电力系统效率、稳定性、安全性。”今年2月,中国能建数科集团董事长万明忠在山东泰安两台30万千瓦压缩空气储能创新示范项目可研评审会上接受中能传媒记者采访时说,该项目将采用中国能建自主研发的压缩空气储能核心技术,实现设备和系统的100%国产化,建成一流的数字化储能电站,具有创新性、实用性和经济性三大特点。

  在电源侧,压缩空气储能可以有效解决以风、光为主的新型电力系统存在的波动性和间歇性等问题,提高新能源场站的电网友好性,提升可再生能源消纳能力;在电网侧,大型压缩空气储能电站提供调频调峰、无功调节、旋转备用、应急电源、黑启动等自身特性,提供电力辅助服务;在用户侧,压缩空气储能可用作企业自备电厂,提供能量转换、传输的枢纽,实现电能削峰填谷,降低企业的用电成本。

  “目前,压缩空气储能电站还处于商业化发展初期,储气库适宜选址受限、人工储气库成本较高、电价政策尚不明朗。”中国电建西北院太阳能热发电工程研究中心副主任牛东圣告诉中能传媒记者,“十四五”期间,还需进一步加强关键技术攻关,持续推动压缩空气储能规模化发展及项目布局,积极争取电价政策支持。

  责任编辑:牛雅倩