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 在空氣儲能系統(tǒng)中還內嵌有儲熱子系統(tǒng)，400MWh先進壓縮空氣儲能項目正處調試運行階段。日前進行的蓄熱系統(tǒng)運行測試情況顯示，經過連續(xù)168小時運行，蓄熱裝置運行平穩(wěn)，各項性能指標達到設計要求。其中，24小時蓄熱效率為98.8%，超過原定95%的設計指標。這其中的蓄熱裝置是干什么用的？


早期的傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)是不帶儲熱系統(tǒng)的，如上圖所示，在用電低谷，將空氣壓縮并存于儲氣室中，使電能轉化為空氣的內能存儲起來；在用電高峰，高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃氣輪機燃燒室同燃氣一起燃燒，然后驅動透平發(fā)電。

在傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓縮過程中的壓縮熱被棄用導致了大部分的能量損失，系統(tǒng)循環(huán)效率較低，只有50%左右。同時還需要消耗傳統(tǒng)天然氣燃料。為了解決這一問題，蓄熱式的壓縮空氣儲能系統(tǒng)應運而生。


理想情況下，空氣在壓縮機中進行絕熱壓縮，會產生大量的壓縮熱，例如，將常溫常壓空氣直接壓縮至5MPa，溫度將達到650℃左右。若在壓縮過程結束，100%的壓縮熱被回收利用，系統(tǒng)將達到最高效率。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)就放棄了這些壓縮熱。

蓄熱式技術可回收再利用氣體壓縮過程所產生的壓縮熱，使其在壓縮空氣發(fā)電時不需再燃燒化石燃料。這種系統(tǒng)的理論系統(tǒng)效率能達到70%～80%。上述張家口項目的設計效率就為70.4%。


在這種系統(tǒng)中，蓄熱裝置是其中的關鍵核心部件。系統(tǒng)儲能時，蓄熱裝置蓄積壓縮機產生的壓縮熱；系統(tǒng)釋能時，蓄熱裝置釋放蓄積的熱量，增加膨脹機的輸出功率，提高系統(tǒng)的儲能效率。同時，多余的熱量還可以被用于供熱。

目前，蓄熱式的壓縮空氣儲能項目已經成為主流方向，張家口項目并不是首個采用蓄熱技術的壓縮空氣儲能項目。如上表所示，國內目前已建成、在建的壓縮空氣儲能項目已有多個，其中大多數都內嵌有儲熱系統(tǒng)。


其中采用的蓄熱介質目前多為高溫導熱油，熔鹽作為蓄熱介質目前正在研發(fā)示范階段。導熱油的最高工作溫度僅為350℃～400℃，更高的溫度有望實現更高的系統(tǒng)效率，熔鹽則可以實現550℃的存儲溫度，有望在壓縮空氣儲能系統(tǒng)中發(fā)揮關鍵作用。

壓縮空氣儲能目前仍處商業(yè)化示范階段，真正走向市場化應用后其市場空間或將快速增長，值得關注。儲熱技術領域的相關企業(yè)，可以對壓縮空氣儲能這一市場作些研究，以尋求一些可能的市場機會。



之前就有何雅玲院士《科技導報》2022年第4期，發(fā)表了標題為《熱儲能技術在能源革命中的重要作用》的文章，現有儲熱技術復合應用于空氣儲能，充分證明了儲熱行業(yè)的重要性，與蓬勃發(fā)展的市場前景！

儲能主要分為儲電、儲熱、儲冷以及其它儲能形式。其中與社會生活緊密相關的就是儲熱，儲熱是儲能的重要組成部分。儲熱比儲電更重要，因為儲熱的低成本特性，更利于推廣普及，因為儲熱設備比儲電設備具備更好的性價比，儲熱設備比儲電設備的制造成本低、而且運營成本也低。


碳中和背景下我國各項政策

有利于儲熱行業(yè)規(guī)?；l(fā)展

隨著可再生能源設備的逐漸安裝，裝機發(fā)電量猛增，但真正使用過程中發(fā)現可再生能源不穩(wěn)定，是一種間隙性能源，不能穩(wěn)定的加入電網，致使很多地方出現了棄風棄光的浪費能源現象?？稍偕茉幢仨毰浜蟽δ懿趴梢杂行Ю茫鴥δ苤饕譃閮﹄姾蛢醿煞N。儲電需要很多有色金屬，造價昂貴。而儲熱的材料很多，可以任意選擇，天帥智能科技研發(fā)的相變儲熱材料儲熱密度高，可以直接轉換到供暖終端，提高熱轉換效率，因為能源在消費使用終端75%還是通過熱能來實現的?，F在人們普能只重視電池等儲電技術的使用，卻忽視了儲熱才是低成本、高效率的儲能方式。


2021年7月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局日前發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》。意見指出“堅持儲能技術多元化”：以需求為導向，探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術的研究和示范應用。值得一提的是，在4月21日國家發(fā)改委、國家能源局聯合印發(fā)上述文件的征求意見稿中，儲熱技術并未被明確提及。這在當時引發(fā)了儲熱行業(yè)的廣泛關注與討論，多位行業(yè)專家聯合呼吁在該文件中增加儲熱發(fā)展的相關內容。此次正式文件將儲熱作為儲能產業(yè)體系建設的內容，儲熱產業(yè)未來建設迎來了一個更好的開端。

 

儲熱供暖應用場景及價值所在

優(yōu)秀公司的儲熱清潔供暖努力

在儲電熱度極高的情況下，仍然有公司在堅持前行。天帥智能科技股份有限公司投入科研力量多年研發(fā)，推出了天帥智能相變儲能供暖系統(tǒng)，在節(jié)能環(huán)保的同時，為居民提供低成本清潔供暖，為國家電網削峰填谷，為可再生新能源解決無法即時消納而造成的棄風棄光難題。


天帥智能科技股份有限公司相變儲熱技術研發(fā)方向已經覆蓋水儲熱、相變儲熱、熔鹽儲熱等多種儲熱技術路徑，依托其高性能的儲能蓄熱技術，公司清潔供暖項目覆蓋：大型樓宇儲能供熱、城鎮(zhèn)小區(qū)儲能供熱、工業(yè)園區(qū)儲能供熱、清潔燃煤供熱機組儲能供熱、大型可再生能源基地儲能供熱等多種類型。


儲熱行業(yè)市場規(guī)模萬億級別

行業(yè)空間廣闊發(fā)展?jié)摿薮?/strong>

儲熱的價值巨大，在清潔供暖領域，儲熱技術已經實現了廣泛應用：在居民供暖中實際效果與運行成本在眾多供暖技術路線中占據優(yōu)勢；在工業(yè)用熱領域，在峰谷電價等配套政策較好的地方，儲熱電鍋爐應用于工業(yè)蒸汽領域，成本已經可以與燃氣相當；在高溫發(fā)電領域，多個配套長時間低成本熔鹽儲熱技術的光熱發(fā)電項目已投入運行；在火電靈活性改造方面，兩批國家試點項目中有一半以上采用了儲熱相關技術路線；在源網荷儲一體化和多能互補綜合能源服務項目開發(fā)中，儲熱更是不可或缺。

 

原標題：儲熱技術低成本、高效率又一例證——復合應用于空氣儲能