中國儲能網(wǎng)訊：當前，以沙漠荒漠戈壁為主的新能源基地項目正在大規(guī)模推進。沙漠荒漠戈壁地區(qū)電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱，電網(wǎng)支撐能力有限，需要配置足夠規(guī)模的儲能系統(tǒng)才能滿足新能源的送出和消納。另一方面，我國沙漠荒漠戈壁地區(qū)氣候條件復(fù)雜，傳統(tǒng)電化學(xué)儲能對極端氣候的適應(yīng)性尚未得到驗證，適應(yīng)于沙漠荒漠戈壁新能源基地的儲能方案還有待進一步研究摸索。近段時間，來自瑞典的長時儲能公司Azelio在阿布扎比沙漠地區(qū)開展了一項創(chuàng)新研發(fā)項目，本文將介紹該公司的長時儲能技術(shù)，希望對國內(nèi)沙漠荒漠戈壁新能源基地儲能項目開發(fā)有所啟發(fā)。
北京時間2022年2月14日，阿聯(lián)酋馬斯達爾公司（Masdar）、哈利法科技大學(xué)和瑞典的Azelio公司在阿布扎比的馬斯達爾城開展了一項可“7×24小時”持續(xù)供電的沙漠“光伏+儲熱”示范項目。該項目采用Azelio公司研發(fā)的再生鋁合金相變材料（PCM）儲熱技術(shù)，將能量以熱量的形式儲存在由回收的鋁和硅制成的金屬合金中，并在夜間利用斯特林發(fā)電機將其轉(zhuǎn)化為電能，從而實現(xiàn)“7×24小時”持續(xù)供電。該系統(tǒng)在0.1到100兆瓦的范圍內(nèi)具有可擴展性和競爭力，最大儲能時長可達13小時，設(shè)計運行壽命30年以上。
今年年底，哈利法大學(xué)將報告該系統(tǒng)在沙漠環(huán)境中的性能。 該系統(tǒng)的存儲單元將根據(jù)幾個標準進行演示和評估，包括24小時為大氣水發(fā)電系統(tǒng)提供可再生電力，以捕獲濕度并將其冷凝為可用水。
一、Azelio 公司的發(fā)展背景
Azelio 公司總部位于瑞典哥德堡，目前擁有160多名員工，生產(chǎn)中心位于烏德瓦拉，在哥德堡和奧馬爾設(shè)有開發(fā)中心，并在斯德哥爾摩、北京、馬德里、開普敦、布里斯班和瓦爾扎扎特設(shè)有辦事處。
該公司成立于2008年，核心專長是將熱能轉(zhuǎn)化為電能的斯特林發(fā)動機的生產(chǎn)和制造，最初的目標領(lǐng)域是使用 GasBox 進行燃氣發(fā)電，GasBox 是一種燃燒氣體為斯特林發(fā)動機提供熱量以發(fā)電的產(chǎn)品。今天，Azelio 有兩個傳統(tǒng)產(chǎn)品 GasBox 和 SunBox，這是 GasBox 的改進版本，使用太陽能而不是燃燒氣體。如今，這兩種產(chǎn)品都已完全商業(yè)化，在多個不同國家開展業(yè)務(wù)，在整個開發(fā)過程中，Azelio 已經(jīng)完善并積累了超過 200 萬個運行小時的經(jīng)驗。于2018年上市，致力于推廣TES.POD長時儲能技術(shù)。
二、Azelio 公司核心技術(shù)介紹
Azelio 公司TES.POD裝置由一個采用再生鋁相變材料 (PCM) 的存儲單元組成，該存儲單元與斯特林發(fā)動機相結(jié)合，可在充滿電時實現(xiàn) 13 小時的穩(wěn)定放電。與其他電池解決方案相比，TES.POD裝置的獨特之處在于其模塊化、具有長時間存儲容量并在運行斯特林發(fā)動機時產(chǎn)生熱量，從而提高了系統(tǒng)效率。TES.POD裝置的性能為進一步將更多可再生能源整合到能源系統(tǒng)中提供了一個有吸引力的解決方案。
（一）再生鋁合金相變材料（PCM）
采用再生鋁合金相變材料作為儲熱裝置，從太陽能光伏和風(fēng)能等可再生能源接收熱能或電力。將能量以熱量的形式存儲在可回收的鋁合金中。加熱到 600攝氏度左右達到相變狀態(tài)，從而最大限度地提高能量密度，并能夠長時間存儲能量。額定功率下放電時長達13小時，充滿電可存放5-6小時。且再生鋁合金相變材料（PCM）不會隨著時間的推移而退化和損失，因此非?？煽?。
（二）斯特拉發(fā)動機低成本發(fā)電
在放電過程中，熱量從 PCM 通過傳熱流體 (HTF) 傳遞到斯特林發(fā)動機，工作氣體被加熱和冷卻，從而運行發(fā)動機。熱量根據(jù)需要轉(zhuǎn)移到斯特林發(fā)動機，以低成本發(fā)電，并在 55-65?攝氏度的溫度下輸出熱量，全天零排放。Azelio斯特林發(fā)動機單臺設(shè)備額定出力13千瓦，并已經(jīng)在2009年商業(yè)化運行。截至目前，已有183臺Azelio斯特林發(fā)動機部署在全球各地。
三、產(chǎn)品應(yīng)用情況介紹
目前Azelio公司的市場主要在中東、南非、美國和澳大利亞。2021年年初，Azelio首次在阿聯(lián)酋迪拜的Mohammed bin Rashid Al-Maktoum太陽能發(fā)電廠進行商業(yè)化應(yīng)用。截止目前，Azelio已與約旦、印度和墨西哥等國的合作伙伴簽署了一系列諒解備忘錄文件，并于去年底與摩洛哥可持續(xù)能源署（MASEN）達成合作，在摩洛哥啟用了第一個電網(wǎng)規(guī)模的儲熱驗證系統(tǒng)。
2021年8月，埃及 Engazaat Development S.A.E.Azelio公司采購20臺TES.POD裝置，用于為農(nóng)業(yè)海水淡化提供能源供應(yīng)。2021年11月，獲得南非農(nóng)業(yè)公司 Wee Bee Ltd.的8臺TES.POD裝置訂單。
2022年 3 月，Azelio公司進軍美國市場，為其 TES.POD 產(chǎn)品安裝美國認證項目，以確保 TES.POD 產(chǎn)品符合美國標準。該認證項目將在洛杉磯巴吞魯日與總部位于巴吞魯日的電氣工程和建筑公司 MMR Group 合作進行。存儲單元將于 4 月從 Azelio 在瑞典的工廠運至 MMR，以適應(yīng)美國標準，然后在初秋安裝認證項目。 Azelio首席執(zhí)行官Jonas Eklind表示：“美國認證是我們與合作伙伴一起擴大在美國市場的影響力計劃中的重要一步?！霸谀茉葱枨笸⑶页杀撅j升的情況下，我們的技術(shù)非常適合在美國市場擴大可靠的可持續(xù)能源供應(yīng)?！?
四、筆者的幾點思考
在介紹完Azelio公司后，筆者也談?wù)剮c啟發(fā)和感想。
一是以再生鋁合金為儲熱介質(zhì)的思路值得借鑒。Azelio公司采用再生鋁合金作為儲熱介質(zhì)，該儲熱介質(zhì)尤其適合我國的情況，值得深入研究推廣。我國電解鋁行業(yè)供應(yīng)鏈強大，原材料豐富，產(chǎn)能充分且電解鋁行業(yè)一直以高耗能被詬病。以再生鋁合金為儲熱介質(zhì)的熱儲能產(chǎn)品，一方面延伸了鋁產(chǎn)業(yè)鏈，可迅速降低成本，另一方面也發(fā)揮了鋁業(yè)在長時儲能的價值，將電解鋁行業(yè)高耗能的角色真正轉(zhuǎn)變?yōu)楦咻d能。值得有色金屬領(lǐng)域相關(guān)企業(yè)研究。
二是熱-電以及熱-熱的儲能模式值得推廣。我國工業(yè)園區(qū)眾多，工業(yè)園區(qū)的耗能除了電力之外，熱能需求也非常之大。新能源棄電、低價谷電利用鋁合金高品質(zhì)儲熱，部分以熱-電形式供電，部分以高品質(zhì)熱-多形式熱供熱，可實現(xiàn)工業(yè)園區(qū)能量的高效利用和真正的多能互補。（未經(jīng)允許，嚴禁轉(zhuǎn)載）
