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  压缩空气储能主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气,并将其储藏在高压密封设施内,在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。

  1、国家发展改革委、国家能源局2021年7月发布的《关于加快推进新型储能发展的指导意见》中,就把压缩空气储能列为新型储能技术之首。

  2、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》全文发布。“十四五”规划和2035年远景目标纲要中明确指出在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。其中提出要实施电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能等储能示范项目。

  按发电量的三分之计算,每年可节约4亿吨煤炭,相当于数10座中大型煤矿年产量,而且年年受益,经济效益、社会效益巨大,可节约大量资源,促进经济社会可持续发展。

  早在1978年,德国建成世界diyi座示范性压缩空气蓄能电站并获得成功,紧跟其后的是美国、日本和以色列,都已建成使用。压缩空气蓄能发电技术具有显著的比较优势和市场应用前景。

  diyi座是1978 年投入商业运行的德国Huntorf 电站。机组采用两级压缩两级膨胀,压缩机功率为60MW,膨胀机功率为290MW(2007 年扩容至321MW),压缩空气存储在地下600 米的废弃矿洞中,总容积达3.1×105m3,压力zui高可达100bar。机组可连续充气8 小时,连续发电2 小时。机组从静止到满负荷需要11 分钟,冷态启动至满负荷约需6 分钟,电站效率为42%。

  第二座是于1991 年投入商业运行的美国McIntosh 电站。其储气洞穴在地下450 米,总容积达5.6×105m3,储气压力约为75bar。该电站压缩机功率为50MW,膨胀机功率为110MW,可实现连续41小时充气和26 小时发电,机组从启动到满负荷约需9 分钟,系统效率为54%。另外,日本于2001 年在北海道空知郡投运了上砂川町2MW 压缩空气储能示范项目。其余国家如瑞士、法国、英国、意大利、俄罗斯、以色列、芬兰、南非和韩国等国家也在积极开发压缩空气储能电站。

  金坛盐穴压缩空气储能项目是目前空气储能领域weiyi国家示范项目、国内首个盐穴储能发电项目和世界首座非补燃式压缩空气储能商业电站,一期建设1套6万千瓦×5小时的盐穴非补燃式压缩空气储能发电系统,发电年利用小时数约为1660小时,电换电效率为60%以上,使用寿命超过30年,二期规划建设规模为35万千瓦,终期规模将达100万千瓦。

  2020年底,中储国能(北京)技术有限公司获得了由中科创星、株洲高科领投的1.6亿元天使轮投资。中储国能专注于压缩空气储能技术,技术源自中国科学院工程热物理研究所。中储国能正在建设国际首套100MW压缩空气储能示范项目。项目建设地点位于张家口市张北县庙滩云计算产业园区。目前项目主设备已完成加工及测试,正在开展厂房及设备基础建设,预计2022将完成调试并投入运行。

  ●2021年10月份,我国自主研发的首套10兆瓦先进压缩空气储能系统,在贵州毕节成功并网发电,电力专家把这个系统比喻成一个“超级充电宝”。

  这个占地两万多平方米的超大空间就是储能系统的车间。这里密布着管道和容器,乍一看感觉就像进入了化工厂。不过这里的工作人员告诉记者,系统的工作过程只是一个纯粹的物理过程,没有化学反应,因此也就没有需要排弃的废物。

  目前,这套10兆瓦先进压缩空气储能系统,一天能发40000度电,相当于3000户普通家庭一天的用电量。

  华能浙江温州签订200MW矾山压缩空气储能项目,鲁银投资拟携山东盐业等开展盐穴储气相关先导性试验,山东首个压缩空气储能调峰电站开工建设,中广核旗下公司山西签约压缩空气储能等项目,江苏金卫星能源科技有限公司为清华大学卢强院士压缩空气储能项目投资10亿元,贵州电网公司压缩空气储能领域申请专利若干

  预测显示,作为新能源发展的关键支持技术,到2025年,我国储能装机将较目前水平增长10倍以上。

  与同属物理储能方式的抽水蓄能相比,新型压缩空气储能在建设周期和投资成本上更具优势,抽水蓄能建设周期为6—8年,新型压缩空气建设周期仅为1.5—2年,压缩空气储能同抽水蓄能一样,都属于长时大规模,并与电化学储能及飞轮等形成互补关系。未来压缩空气储能将主要应用于电网侧,其次是大规模百万机组发电侧、核电机组和一些火电的灵活性改造方面。

  2021年12月22日,苏盐集团与中科院工程热物理研究所、中储国能公司在南京举行战略合作协议签约仪式,共同建设国际首个400兆瓦盐穴压缩空气储能示范项目,包含一个100兆瓦系统、一个国际首套300兆瓦系统,携手推进能源综合利用新技术的研发与共享,打造绿色低碳循环发展示范样本。

  该项目位于苏盐井神蒋南矿区,将依托中科院工程热物理研究所先进的压缩空气储能研发成果与技术力量,利用苏盐集团的优质盐穴资源和地下盐穴建腔能力,结合武汉岩土力学研究所的先进盐腔建设及利用技术,建设全球规模zui大、性能zui优的压缩空气储能系统,有效推动盐穴压缩空气储能技术产业化进程,进一步解决国家电网平衡问题,更好地造福国家和人民,具有良好的经济效益和社会效益

  ●大规模储能技术迎来跨越式发展,湖北应城300MW压缩空气储能项目可研评审会召开

  中能建数字科技集团有限公司联合国网湖北综合能源服务有限公司共同投资建设湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程,该项目于12月29日至30日在武汉组织召开项目可研评审会。

  评审会由电力规划设计总院主持,湖北省能源局、孝感市人民政府、应城市人民政府、中国科学院岩土力学研究所、中国能源建设集团下属的科技信息装备事业部、电力规划设计总院、中能建数字科技集团、规划设计集团、中南电力设计院、江苏省电力设计院、中能装备公司等单位、国网湖北省电力有限公司及其下属国网湖北综合能源公司、国网湖北省电力公司电力科学研究院、国网湖北省电力公司孝感供电公司,以及陕西鼓风机(集团)有限公司、沈阳鼓风机集团、东方电气集团东方汽轮机有限公司、上海电气电站设备有限公司、哈尔滨汽轮机厂有限责任公司等23家单位参加本次会议。中国工程院院士杨春和应邀出席了本次会议。

  会上,中能建数字科技集团董事长万明忠介绍了发展大规模储能的迫切性和必要性,并指出压缩空气储能技术有助于提升可再生能源发电比例,对能源革命形成有效支撑,将在新型电力系统建设过程中扮演重要角色。作为国内单机规模zui大的压缩空气储能项目,湖北应城300MW级示范工程对发展大规模压缩空气储能技术和盐穴资源循环利用具有重大示范作用和战略意义。

  虽然新型压缩空气储能技术发展速度较快,但各项技术性能仍需进一步提升,尚不能完全满足大规模推广的要求。目前,新型压缩空气储能zui高效率为60% 左右, 距离高效电池储能技术的效率(80% 以上)还有一定差距;其系统zui大规模为10MW, 尚未达到传统压缩空气储能百兆瓦规模;其系统单位成本约为6000~10000 元/kW 暨1500~2500 元/kWh,仍有足够的下降空间。

  大规模化是压缩空气储能技术的发展趋势,也是其降低成本和提升性能的主要途径。现已实现应用的新型压缩空气储能技术规模偏小(1-10MW),还不能满足对储能规模和经济性的要求。因此,迫切需要启动更大规模(100MW 级)的新型压缩空气储能技术研发。

  新型压缩空气储能技术的示范系统数量少,规模小,不能满足技术发展的示范需求,迫切需要各国政府、企业加强政策引导、加大资金支持。目前大部分国家尚未形成系统的电价补偿和激励政策,全球商业运行的电站较少,一定程度上影响了压缩空气储能技术的推广和应用。

  ●2021年12月31日,位于河北省张家口的国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目送电成功,标志着该项目顺利实现并网,正式进入系统带电调试阶段。

  该项目规模为100MW,于2018年立项,2021年8月完成电站主体土建施工,2021年12月完成主要设备安装及系统集成,并于2021年12月31日22时46分顺利并网。项目由张北巨人能源有限公司投资建设,技术提供方为中国科学院工程热物理研究所,设备提供方为中储国能(北京)技术有限公司,工程总承包单位为中国电建集团水电四局。目前,各项调试工作已稳步开展,相关技术参数良好。

  ●在即将到来的北京冬奥会期间,张家口赛区将投入625辆氢燃料电池车作为赛事保障。机构预测,2025年我国氢燃料电池汽车总保有量将接近10万辆。

  ●山东将利用肥城市丰富的盐穴资源和中科院工程热物理所新一代压缩空气储能技术,加快推动吉瓦级盐穴压缩空气储能基地建设;利用退役火电机组,实施首台套30万千瓦退役火电机组改造压缩空气储能电站示范工程,推动百兆瓦级压缩空气储能电站基地建设。到2022年,山东省储能规模达到150万千瓦左右,到2025年,达到450万千瓦。

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