電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/黃山明）近日，全球最大的液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目正式啟動(dòng)，這個(gè)由中國綠發(fā)投資集團(tuán)聯(lián)合中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所共同推進(jìn)，依托中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王俊杰團(tuán)隊(duì)十余年技術(shù)積累，聚焦液態(tài)空氣儲(chǔ)能的規(guī)?；?、高效化、安全化目標(biāo)。項(xiàng)目于2023年7月開工建設(shè)，目前已經(jīng)于青海格爾木順利推進(jìn)中。

全球最大的液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目

液態(tài)空氣儲(chǔ)能是一種新型大規(guī)模長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)無法直接消納的無形的電能轉(zhuǎn)化為有形的具有高能量密度的液態(tài)空氣存儲(chǔ)。這種技術(shù)被認(rèn)為是可以解決再生能源間歇性問題和實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要儲(chǔ)能技術(shù)之一。

一方面，液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)可以適合用于吉瓦時(shí)級(jí)別的大規(guī)模儲(chǔ)能，用以滿足電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能需求，儲(chǔ)能時(shí)長可以達(dá)到數(shù)小時(shí)至數(shù)天，有效彌補(bǔ)鋰電池等短時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的不足。另一方面，液態(tài)空氣儲(chǔ)能不太受到地區(qū)的限制，部署較為靈活，并且使用空氣作為介質(zhì)，無污染且可以利用工業(yè)廢熱來提升效率。

此外，液態(tài)空氣儲(chǔ)能還具備高可靠性，設(shè)備壽命長，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行維護(hù)的成本較低。在電源側(cè)，液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)能有力破解當(dāng)前制約我國可再生新能源發(fā)展的棄風(fēng)棄光問題，并能實(shí)現(xiàn)火電的靈活存儲(chǔ)和釋放，大幅提高火電的深度調(diào)峰能力。

在電網(wǎng)側(cè)，可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理優(yōu)化，具備削峰填谷、熱備用、電能質(zhì)量治理等功能，能在一定程度上緩解限電狀況，提高系統(tǒng)效率和輸配電設(shè)備的利用率。

目前，青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)在2024年9月進(jìn)入設(shè)備安裝與調(diào)試的關(guān)鍵階段，力爭2025年9月底前實(shí)現(xiàn)全面建成投產(chǎn)，屆時(shí)將成為全球液態(tài)空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)電功率最高、儲(chǔ)能規(guī)模世界最大示范項(xiàng)目。

值得一提的是，項(xiàng)目擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已獲授權(quán)專利81項(xiàng)，發(fā)表論文142篇，推動(dòng)液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)從理論創(chuàng)新到工程應(yīng)用的完整鏈條，助力我國在新型儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”。

目前項(xiàng)目已經(jīng)完成了核心設(shè)備的基礎(chǔ)施工，轉(zhuǎn)入到設(shè)備安裝階段，預(yù)計(jì)建成后將實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率達(dá)世界第一（60兆瓦）、儲(chǔ)能規(guī)模全球最大（600兆瓦時(shí)），年消納可再生能源電量超10億千瓦時(shí)，滿足約20萬戶家庭年用電需求。

此項(xiàng)目頁被列為國家能源局新型儲(chǔ)能示范工程和國家發(fā)改委綠色低碳技術(shù)示范工程，預(yù)計(jì)投產(chǎn)后將成為全球液態(tài)空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的標(biāo)桿，推動(dòng)我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

與此同時(shí)，該項(xiàng)目的研究團(tuán)隊(duì)還重視國際合作與資源整合，與中外科研機(jī)構(gòu)及企業(yè)緊密協(xié)作，共同推動(dòng)液態(tài)空氣儲(chǔ)能的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，包括成立中國液態(tài)空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定并發(fā)布液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵技術(shù)突破，推動(dòng)我國能源轉(zhuǎn)型和儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

在青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目中，實(shí)現(xiàn)了數(shù)個(gè)重要核心技術(shù)的突破。項(xiàng)目基于新一代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，通過低溫空氣液化和梯級(jí)蓄冷技術(shù)，將電能轉(zhuǎn)化為常壓、低溫、高密度的液態(tài)空氣儲(chǔ)存，儲(chǔ)能密度較氣態(tài)空氣提升約750倍，解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能對(duì)地理?xiàng)l件的依賴和恒壓釋放難題。

由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王俊杰團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)研發(fā)，結(jié)合中國綠發(fā)投資集團(tuán)（中國綠發(fā)）的工程化應(yīng)用能力實(shí)現(xiàn)技術(shù)落地，團(tuán)隊(duì)提出深低溫梯級(jí)液化蓄冷工藝和常壓低溫存儲(chǔ)技術(shù)，大幅提高空氣儲(chǔ)能密度，將蓄冷效率從60%提升至90%。

同時(shí)，項(xiàng)目還配備了全球首臺(tái)套水平剖分式離心壓縮機(jī)組，葉輪直徑達(dá)2米，整機(jī)重量超300噸。通過優(yōu)化軸向進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，壓縮效率提升2%-3%，并實(shí)現(xiàn)一鍵啟停和抗疲勞壽命優(yōu)化。該設(shè)備主要由沈鼓集團(tuán)研制，其攻克了高海拔環(huán)境適應(yīng)性、大功率壓縮等技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)備國產(chǎn)化率達(dá)100%。

在該項(xiàng)目中，還集成了智慧化安裝實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合高原環(huán)境特點(diǎn)引入自動(dòng)補(bǔ)氧裝置，確保設(shè)備在極端條件下的安全運(yùn)行。例如，換流變壓器安裝中采用智慧監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)調(diào)控氧氣濃度，降低高原作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。

在研發(fā)設(shè)計(jì)60MW液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)過程中，中綠中科公司青年團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地自主設(shè)計(jì)出了單筒處理量最大、運(yùn)行溫度/壓力最高的空氣純化裝置以及自液化/復(fù)溫一體式冷箱，提升系統(tǒng)效率和可靠性。

此外，項(xiàng)目中還采用了全焊接板式換熱器，提升了低溫工質(zhì)換熱效率，降低了設(shè)備體積和成本。同時(shí)基于由研究團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的500千瓦非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能示范平臺(tái)，成功驗(yàn)證了非補(bǔ)燃（無燃料燃燒）技術(shù)路線的可行性，突破規(guī)?；瘍?chǔ)能的效率與成本瓶頸，避免化石燃料依賴，實(shí)現(xiàn)零碳排放運(yùn)行。

技術(shù)上，摒棄傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能中燃燒化石燃料加熱空氣的環(huán)節(jié)，通過深低溫梯級(jí)液化蓄冷工藝，利用電網(wǎng)低谷電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣冷卻至-196℃液化存儲(chǔ)，釋能時(shí)通過低溫冷能與環(huán)境熱交換驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電，全程無碳排放，系統(tǒng)效率較傳統(tǒng)補(bǔ)燃式提升20%以上。

同時(shí)構(gòu)建覆蓋10千瓦級(jí)到500千瓦級(jí)的低溫蓄冷共性技術(shù)研發(fā)平臺(tái)，驗(yàn)證不同規(guī)模下的蓄冷材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)集成方案，為大規(guī)模儲(chǔ)能提供技術(shù)支撐。

小結(jié)

青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的順利推進(jìn)，是我國液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)從0到1的關(guān)鍵里程碑，不僅驗(yàn)證了無補(bǔ)燃、高效、安全的技術(shù)路線，更打通了理論研究到技術(shù)攻關(guān)到裝備研制最后再到工程示范的全鏈條，為新型長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的商業(yè)化推廣奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。其成果直接支撐青海格爾木項(xiàng)目成為全球標(biāo)桿，推動(dòng)我國在液態(tài)空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域從跟跑走向領(lǐng)跑行列，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。