随着新能源装机规模不断扩大,储能市场随之迅速增长,各类储能技术路线也纷纷亮相,下场角逐;随着能源转型的持续推进,储能技术受到了业界的高度关注,其发展和应用成为了能源转型的重要支柱;储能技术涉及领域非常广泛,根据储能过程涉及的能的形式,可将储能技术分为物理储能和化学储能:物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等;化学储能包括电力燃气电厂、动力液系统、电力化工厂等。其中压缩空气储能被认为是极具前景的大规模电力储能技术,可以在电力生产输送、电网运行方面起到削峰填谷、平衡电力负荷等重要作用;然而能量密度较低、系统整体效率低下等问题一直成为压缩储能技术大规模发展的瓶颈;与空气相比二氧化碳的气流密度更高,临界点温度接近于常温,具有良好的物性特征,是一种具有较大开发潜力的储能介质,这为大规模推广应用压缩二氧化碳储能技术提供了可能性;在众多新兴的储能技术路线中,二氧化碳储能逐步成为了市场关注的技术路线之一。
1、二氧化碳储能的技术逻辑如何?目前又有哪些技术路线?各自的进展又如何呢?
1)储能技术的基层逻辑是将电能进行各种形式的解耦与转化,通过不同介质将能量进行存储;
2)二氧化碳储能是以不同物理形态的二氧化碳作为介质,用作能量存储的技术路线。
3)目前以二氧化碳为介质的储能技术路线,按照工质物理形态可分为三类:
(1)低压液态二氧化碳储能:即以液态二氧化碳作为储能工质,将电能转化为液态二氧化碳内能的
方式进行存储,液态二氧化碳能量密度高,作为储能工质具有良好的经济性,但由于二氧化碳保持
液态要求较低的温度,因此,在液态二氧化碳储能系统中,冷却降温必不可少,但从储能角度来
看,系统配置冷却与降温单元本就会损耗能量,且保持系统低温运行工况难度较大,场景普适性也
大打折扣;基于以上技术限制,低压液态二氧化碳储能技术并未有大规模的商业应用,从目前的进展
来看该技术路线依旧处于实验室阶段。
(2)超临界二氧化碳储能:超临界状态下的二氧化碳物理性质介于液体和气体之间,会像气体一样充满整个空间,但其密度又类似液体,也就是超临界流体,这一状态下的二氧化碳本身物理属性较为特殊,以其为工质的储能系统能耗低,能量转换效率高,且噪音很小;但超临界二氧化碳具有较强的腐蚀性,一般用作商用及工业溶剂,以其作为储能工质的话,对系统设备的耐腐蚀性就要求很高了,且由于物理形态的特殊性,要维持超临界状态需要极其复杂且精密的热性与换热控制,稍有失衡,其物理状态就会发生转变,进而影响系统运行;因此超临界二氧化碳储能目前在一些特殊应用场景中(如大型舰船储能等)取得了一些突破,但大规模商用经济性很不理想,技术难度加上价值不对等,这一路线的产业化前景较为渺茫。
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