青海省海西州格爾木市的戈壁灘上,巨型白色罐體非常搶眼。罐體內(nèi),零下194℃的極寒環(huán)境中,能量正以液態(tài)空氣的形式靜靜“蟄伏”。

這里便是進(jìn)入最后調(diào)試階段的中國綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司打造的全球最大液態(tài)空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目——青海省6萬千瓦/60萬千瓦時(shí)液態(tài)(化)空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目。這個(gè)被工程師們稱為“超級(jí)空氣充電寶”的巨無霸,正悄然完成著電能“時(shí)空轉(zhuǎn)移”的魔法,成為我國液化空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的新標(biāo)桿。
破冰:高原上的技術(shù)攻堅(jiān)戰(zhàn)
2022年1月,青海省“揭榜掛帥”新型儲(chǔ)能項(xiàng)目發(fā)榜,液態(tài)空氣儲(chǔ)能這一前沿技術(shù)成為攻堅(jiān)焦點(diǎn)。彼時(shí),這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)尚屬空白,國際上也僅有少數(shù)國家處于探索階段,高原規(guī)模化應(yīng)用更無先例可循。
中國綠發(fā)與中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所組建聯(lián)合團(tuán)隊(duì),一場針對(duì)技術(shù)瓶頸的攻堅(jiān)戰(zhàn)正式打響。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)無數(shù)次試驗(yàn),終于突破深低溫梯級(jí)蓄冷技術(shù)瓶頸,研發(fā)出常壓低溫存儲(chǔ)系統(tǒng),成功解決了空氣存儲(chǔ)和恒壓釋放的核心難題。
2023年7月1日,項(xiàng)目正式開工建設(shè)。作為建設(shè)單位,中國綠發(fā)青海分公司與技術(shù)攻堅(jiān)團(tuán)隊(duì)克服高原環(huán)境帶來的重重挑戰(zhàn),將擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的七項(xiàng)國際創(chuàng)新技術(shù)融入工程實(shí)踐,成功實(shí)現(xiàn)液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)從百千瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)的規(guī)模化突破。
中國綠發(fā)青海分公司液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目部副經(jīng)理姜宇告訴記者,目前,項(xiàng)目基建及設(shè)備安裝已完成,進(jìn)入緊張調(diào)試階段,其全國產(chǎn)化設(shè)備配置,標(biāo)志著我國在該領(lǐng)域徹底擺脫了對(duì)外依賴。
該項(xiàng)目躋身國家能源局新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目和能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備名單,今年還成功入選中關(guān)村論壇十項(xiàng)重大科技成果。
魔法:零下194℃的“儲(chǔ)電密碼”
在該項(xiàng)目中控室的大屏幕前,中國綠發(fā)青海省液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目部技術(shù)專工錢亞東說:“這個(gè)項(xiàng)目的核心,就是讓空氣在極寒中‘變身’儲(chǔ)能載體。”

據(jù)悉,這套總功率6萬千瓦、儲(chǔ)能容量60萬千瓦時(shí)的系統(tǒng),運(yùn)作原理看似簡單卻暗藏精密玄機(jī)。電網(wǎng)低谷時(shí)段,多余電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),凈化后的空氣被壓縮成高壓高溫氣體,經(jīng)冷卻后送入冷箱液化,最終儲(chǔ)存在常壓低溫儲(chǔ)罐中,而壓縮過程中產(chǎn)生的熱能則被回收存儲(chǔ)在高壓球罐內(nèi);用電高峰來臨時(shí),液態(tài)空氣經(jīng)加壓氣化,在蓄冷介質(zhì)和回收熱能的雙重加熱下,形成高壓高溫氣體驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)發(fā)電,實(shí)現(xiàn)“谷電峰用”的完美閉環(huán)。
液態(tài)空氣的密度是常溫氣態(tài)空氣的750倍,卻能在常壓下安全存儲(chǔ)。這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了傳統(tǒng)儲(chǔ)能密度低、安全性差的痛點(diǎn),更具備清潔低碳的突出優(yōu)勢——運(yùn)行工質(zhì)就是空氣,全程無二氧化碳及污染物排放,設(shè)備壽命長且不受地理?xiàng)l件限制,在戈壁、高原等極端環(huán)境下均可穩(wěn)定運(yùn)行。
作為目前全球在建規(guī)模最大的液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目,其建成后將創(chuàng)下發(fā)電功率和儲(chǔ)能規(guī)模兩項(xiàng)世界第一。單次儲(chǔ)能可連續(xù)放電10小時(shí),輸送60萬度清潔電能,全年輸電量約達(dá)1.8億度,足以滿足3萬戶家庭一年的用電需求。而配套建設(shè)的25萬千瓦光伏項(xiàng)目,更讓這個(gè)“充電寶”擁有了綠色能源自給能力。
就像新能源發(fā)電的“穩(wěn)定器”,在光伏大發(fā)的白天,多余電能被儲(chǔ)存起來;夜晚用電高峰時(shí),液態(tài)空氣“釋放能量”,有效破解了可再生能源“棄風(fēng)棄光”和電網(wǎng)供需失衡的難題。
這項(xiàng)技術(shù)為“沙戈荒”地區(qū)新能源基地建設(shè)提供了全新解決方案,也為全球新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“中國方案”。
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