中國儲能網(wǎng)訊:文/王富強(qiáng) 王漢斌 武明鑫 宗萬波 王歡 李鵬,水電水利規(guī)劃設(shè)計總院 中國電建河北省電力勘測設(shè)計研究院 中國電建中南勘測設(shè)計研究院,水力發(fā)電
在構(gòu)建新型能源體系的背景下,為提升電力系統(tǒng)綜合調(diào)節(jié)能力,加快靈活調(diào)節(jié)電源建設(shè),新型儲能初露鋒芒,裝機(jī)規(guī)模也在逐年增加。根據(jù)國務(wù)院《2030年前碳達(dá)峰行動方案》,到2025年,我國新型儲能裝機(jī)容量將達(dá)到3000萬kW以上。新型儲能中以電化學(xué)儲能和壓縮空氣儲能的技術(shù)最為成熟,但電化學(xué)儲能設(shè)施仍未形成公認(rèn)的安全性解決方案,存在發(fā)生火災(zāi)、爆炸等安全隱患。相比而言,壓縮空氣儲能安全性較高,且具有儲能規(guī)模大、放電時間長、使用壽命長、熱冷電綜合利用面廣等優(yōu)點。國內(nèi)外相關(guān)高校、科研院所、企業(yè)等對壓縮空氣儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用推廣極為重視。
1949年,德國工程師StalLaval提出了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術(shù)。當(dāng)用電低谷時,消耗電力驅(qū)動壓縮機(jī)工作產(chǎn)生高壓空氣并存儲;當(dāng)用電高峰時,被壓縮的空氣膨脹,進(jìn)入透平做功產(chǎn)生電力。由于空氣膨脹做功需要吸收熱量,傳統(tǒng)壓縮空氣儲能需要在發(fā)電過程中燃燒天然氣補(bǔ)熱以提高功率,這也導(dǎo)致傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術(shù)存在碳排放和環(huán)境污染問題。為解決這一問題,壓縮空氣儲能逐步發(fā)展出先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能、液化空氣儲能、超臨界壓縮空氣儲能等新型技術(shù)。其中,先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能相對最為成熟、規(guī)模最大,該儲能系統(tǒng)中增加了儲熱裝置,充分利用了空氣壓縮過程中產(chǎn)生的高熱量,通過儲熱裝置進(jìn)行儲存,再在高壓空氣膨脹發(fā)電時進(jìn)行回?zé)?,極大提高了能量利用效率,不再需要燃燒天然氣進(jìn)行補(bǔ)熱。這項壓縮空氣技術(shù)現(xiàn)已在江蘇金壇(60MW×5h)壓縮空氣儲能項目中示范應(yīng)用,一批100~300MW級項目正在建設(shè)或開展前期工作。
本文闡述了壓縮空氣儲能特性及項目、關(guān)鍵設(shè)備、儲氣庫、應(yīng)用場景及成本分析等內(nèi)容,梳理出壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)重點和難點,最終分析技術(shù)發(fā)展趨勢及研判未來路徑。
1、壓縮空氣儲能項目建設(shè)情況與技術(shù)特性
自1949年利用地下洞穴壓縮空氣進(jìn)行儲能的理念提出以來,國內(nèi)外開展了大量研究和實踐,國外有2座大型壓縮空氣儲能電站在德國Huntorf電站(290MW,壓縮儲能時長12h、發(fā)電時長3h)和美國McIntosh電站(110MW,對外連續(xù)輸出電能26h)投入商業(yè)運行。我國自2014年建成了0.5MW的蕪湖非補(bǔ)燃示范項目,之后在中科院工程熱物理研究所技術(shù)支持下,貴州畢節(jié)10MW壓縮空氣儲能驗證平臺和肥城(一期)10MW壓縮空氣儲能調(diào)峰電站于2021年投產(chǎn),張北100MW壓縮空氣儲能項目于2022年進(jìn)入帶電調(diào)試階段。在清華大學(xué)的支持下,青海西寧100kW復(fù)合式壓縮空氣儲能工業(yè)示范項目于2016年投產(chǎn),金壇壓縮空氣儲能項目于2022年5月投入商業(yè)運行,云崗井田60MW壓縮空氣儲能項目處于建設(shè)期。
此外,肥城(二期)300MW級壓縮空氣儲能電站和中國能建數(shù)科集團(tuán)的平頂山(200MW)、泰安(300MW)等項目近期完成了可行性研究。當(dāng)前,100MW級壓縮空氣儲能項目正在開展示范應(yīng)用。規(guī)劃或設(shè)計階段的一大批壓縮空氣儲能項目,裝機(jī)規(guī)模逐步由100MW發(fā)展到200MW或300MW。壓縮空氣儲能技術(shù)正由示范應(yīng)用階段,轉(zhuǎn)向初期商業(yè)化發(fā)展階段。壓縮空氣儲能項目發(fā)展歷程見圖1。
綜合國內(nèi)外已建項目分析可知,壓縮空氣儲能電站單機(jī)容量較大(目前為100MW),儲能時長較長(可達(dá)4h以上),調(diào)節(jié)響應(yīng)時間為分鐘級,初步具備與中小型抽水蓄能電站相當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)能力和性能,較其他新型儲能形式具備電站壽命長、安全性更高的優(yōu)勢。國外已投運的商業(yè)運行項目,天然氣補(bǔ)熱后能源轉(zhuǎn)換效率42%~55%。國內(nèi)非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站額定工況下效率可達(dá)約60%~65%,已投運的金壇電站額定工況下電-電轉(zhuǎn)換效率達(dá)61.2%。
2、壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備
壓縮空氣儲能系統(tǒng)包含壓縮、儲氣、蓄熱/冷、回?zé)?冷、膨脹發(fā)電等多個子系統(tǒng)(見圖2),系統(tǒng)內(nèi)的關(guān)鍵設(shè)備主要包括壓縮機(jī)、換熱器和膨脹機(jī),相關(guān)的設(shè)備技術(shù)相對成熟,通過項目示范建設(shè),基本形成了一定的產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)。雖然壓縮空氣儲能循環(huán)與燃?xì)廨啓C(jī)類似,但壓縮機(jī)壓比和膨脹機(jī)膨脹比均遠(yuǎn)高于常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)和透平。因此,本文重點針對壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備和制造能力進(jìn)行分析。
2.1壓縮機(jī)
壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器,應(yīng)用極為廣泛,用于壓縮空氣儲能系統(tǒng)的壓縮機(jī)具有流量大、壓力高的特點。目前,市場上壓縮機(jī)的技術(shù)比較成熟。國內(nèi)制造廠家主要有沈鼓集團(tuán)、陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)等,國外主要有阿特拉斯·科普柯、西門子等。沈鼓集團(tuán)為江蘇金壇60MW壓縮空氣儲能項目配供壓縮機(jī)。國內(nèi)的主流壓縮機(jī)生產(chǎn)廠家均已具備設(shè)計制造大流量、高壓力的主壓縮機(jī)、循環(huán)壓縮機(jī)的條件和基礎(chǔ),100MW級壓縮機(jī)基本可以實現(xiàn)國產(chǎn)化。
作為壓縮過程中的核心部件,壓縮機(jī)決定著儲能過程中的效率,開發(fā)大流量、高效率、高排氣溫度(提升系統(tǒng)的蓄熱溫度和回?zé)釡囟龋┑膲嚎s技術(shù),有助于提升系統(tǒng)的整體儲能效率,但大規(guī)模壓縮機(jī)的設(shè)計制造仍需技術(shù)研發(fā),且壓縮機(jī)實現(xiàn)單機(jī)300MW級仍存在很大難度和瓶頸,需現(xiàn)有壓縮機(jī)采用并聯(lián)或串聯(lián)方式實現(xiàn)。
2.2換熱器
換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設(shè)備,按換熱結(jié)構(gòu),換熱器主要分為管殼式換熱器和板式換熱器。國內(nèi)化工及動力設(shè)備配套廠家均具備換熱器設(shè)計加工能力,大多可開展換熱裝置的設(shè)計和計算工作,針對壓縮空氣儲能系統(tǒng)工作特點及參數(shù)完成換熱器的加工設(shè)計并完成組裝。哈爾濱汽輪機(jī)廠專門為壓縮空氣儲能項目研制了一款“U”形發(fā)夾式換熱器,屬于管殼式換熱器一類,具有流量大、承壓高、耐高溫、啟???、高效率等特點,已應(yīng)用于江蘇金壇60MW壓縮空氣儲能項目。張北100MW壓縮空氣儲能電站采用中科院研發(fā)的氣-水換熱器。
換熱系統(tǒng)參數(shù)對系統(tǒng)的儲能效率影響較大。蓄熱溫度和回?zé)釡囟仍礁撸到y(tǒng)的?損失越小,系統(tǒng)的儲能效率也越高。通過提升蓄熱回?zé)嵯到y(tǒng)的蓄熱溫度、換熱效率,可進(jìn)一步提升系統(tǒng)的整體效率。
2.3膨脹機(jī)
膨脹機(jī)利用了壓縮氣體膨脹降壓時勢能轉(zhuǎn)化為動能的原理,作為系統(tǒng)的核心部件之一,其性能對整個系統(tǒng)性能具有決定性的影響。隨著壓縮空氣儲能膨脹機(jī)發(fā)電功率的提升,膨脹機(jī)進(jìn)氣壓力最大可達(dá)數(shù)十兆帕,進(jìn)氣溫度最高可達(dá)300℃。對于大型壓縮空氣儲能電站,膨脹機(jī)一般采用多級膨脹帶中間再熱的結(jié)構(gòu)形式。
針對空氣的熱力特性開發(fā)新型高效的空氣透平,是提高膨脹發(fā)電系統(tǒng)效率的關(guān)鍵。國內(nèi)空氣透平生產(chǎn)廠家主要有哈電汽輪機(jī)公司、東方汽輪機(jī)公司以及上海汽輪機(jī)廠等,均在透平膨脹機(jī)領(lǐng)域加大研發(fā)力度,目前壓縮空氣儲能的膨脹機(jī)已開始研發(fā)300MW規(guī)模。
3、儲氣庫
壓縮空氣儲能儲氣庫包括高壓氣罐、低溫儲罐、廢舊礦洞、新建洞穴、鹽穴等多種形式。儲氣庫形式與機(jī)組容量、每千瓦投資關(guān)系見圖3。圖3中,機(jī)組容量為電站總裝機(jī)容量,400~1200MW容量一般裝機(jī)2~4臺。對我國規(guī)劃、可研、在建、已建項目的統(tǒng)計分析可知,鹽穴儲氣庫機(jī)組容量多較大,其每千瓦投資相對較低;廢舊礦洞和新建洞穴也多可用作大型電站建設(shè),每千瓦投資稍高于鹽穴建庫;而低溫儲罐和高壓氣罐一般用于中小型電站,且多處于試驗階段,現(xiàn)階段其每千瓦平均投資普遍比地下儲氣庫高。由于大型壓縮空氣儲能電站需要較大的儲氣空間,而地上儲氣罐(管)價格昂貴,現(xiàn)階段在建、已投產(chǎn)項目多采用地下儲氣庫,即鹽穴、新建洞穴和礦洞改造3種形式。本文就此3種形式的儲氣庫做重點論述。
3.1鹽穴
我國地下鹽巖分布范圍廣,埋深由數(shù)十米至1000m不等。與國外相比較,我國鹽巖具有礦層層數(shù)多、單層厚度薄的特點,并且鹽巖中多存在鈣芒硝、硬石膏和泥巖夾層等,夾層的存在可能影響洞穴的長期運行穩(wěn)定。但如果鹽穴的埋藏深度、構(gòu)造條件、密封性條件、鹽層地質(zhì)條件(厚度、含礦率、品味、夾層特征)、頂?shù)装宸€(wěn)定性等符合相關(guān)要求,仍具有建設(shè)鹽穴地下儲庫的條件。
從工程角度,為降低建庫成本,縮短建庫時間,最有效的辦法就是利用老腔改造,將已有鹽穴老腔改造成適宜壓縮空氣電站的儲氣庫。早期改造技術(shù)常用于天然氣儲氣中,而壓縮空氣儲能電站的高溫高壓、日循環(huán)、壓力變化大(最大4~14MPa,一般7~10MPa)等運行特點,對鹽穴腔體篩選的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及腔體改造完成后的井筒穩(wěn)定性提出了更高的要求。此外,由于鹽巖極強(qiáng)的蠕變特性,鹽巖儲氣庫長期運行會出現(xiàn)儲氣庫體積減少的情況,對于壓縮空氣儲能,儲氣庫容積決定了電站的調(diào)節(jié)性能和效率。因此,對長期循環(huán)作用下的儲氣庫蠕變特性需格外關(guān)注。
3.2硬巖儲氣庫
地下儲氣庫是壓縮空氣儲能電站選址的決定因素,其中人工開挖的硬巖洞室具有受地理位置限制小、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點。我國鹽穴資源有限,因此人工開挖洞穴在現(xiàn)階段的壓縮空氣儲能選點規(guī)劃中受到關(guān)注。
技術(shù)層面上,中國電建集團(tuán)中南勘測設(shè)計研究院有限公司通過試驗研究和技術(shù)研發(fā),突破了淺埋硬巖大規(guī)模地下高壓儲氣庫的建造技術(shù),解決了10MPa級高壓空氣反復(fù)加卸載循環(huán)作用下地層穩(wěn)定及高壓密封問題,可在巖石條件較好的地區(qū)開展地下儲氣庫選址,拓寬了大型壓縮空氣儲能的應(yīng)用范圍。
3.3廢舊礦洞改造
礦洞改造建設(shè)儲氣庫與新建硬巖儲氣庫有一定相似性,兩者洞內(nèi)均需采取支護(hù)、防護(hù)處理措施。利用煤礦洞穴作為壓縮空氣儲能儲氣庫,多選取布置在巖巷里的地下空間作為存儲空間,而不是利用采空區(qū)的空間。采空區(qū)上覆巖體受擾動大,頂部垮落帶巖體一般呈碎裂狀,上部裂縫帶可能會連通礦洞與其上方的地下水。此外,礦內(nèi)洞穴仍會殘留大量瓦斯等有毒有害氣體。巖巷條件大多相對較好,且一般具有支護(hù)措施,基本具備儲氣庫條件,但仍存在受礦井水、有毒有害氣體危害的風(fēng)險。
我國金屬礦品種齊全、分布廣泛。其中,銅等有色金屬礦物是在巖漿的冷卻過程中形成,其開采后洞穴周邊巖體條件一般較好,經(jīng)采取支護(hù)襯砌等措施后,可基本滿足建設(shè)壓縮空氣儲氣庫的要求。
3.4地下儲氣庫建設(shè)綜合分析
選取國內(nèi)3個重點項目,針對不同儲氣庫建設(shè)成本進(jìn)行估算,結(jié)果見表1。對各類型儲氣庫建設(shè)條件及造價條件的綜合分析可知:
(1)鹽穴儲庫多基于已開采完成的老腔,主要成本在于初期改造和后期維護(hù),相對建設(shè)投資成本較小。但鹽巖儲氣庫存在選點局限性、鹽穴失效、輸氣管道較長導(dǎo)則氣壓損失大等問題。①選點具有局限性。鹽穴資源有限,受壓縮空氣建庫條件限制,可選的鹽穴更少。此外,還需從開發(fā)利用經(jīng)濟(jì)性和天然氣儲氣庫等開發(fā)形式進(jìn)行比較。相比而言,壓縮空氣儲能項目回收期更長。②可能存在鹽穴蠕變、鹽巖夾層變形破壞等問題,誘發(fā)鹽穴失效。③鹽穴埋深大,輸氣管道過長或口徑過小均可能導(dǎo)致沿程的氣壓損失大,進(jìn)而影響電站效率。
(2)新建硬巖儲氣庫布置限制最少,單位造價最高,運行問題相對較少。隨著壓縮空氣儲能項目的規(guī)?;l(fā)展,可根據(jù)所處不同地層巖體特性,采取不同支護(hù)和密封形式,地下工程的建設(shè)費用有一定下降空間。
(3)礦洞改造儲氣庫工程造價適中,但不同礦洞的地質(zhì)條件相差較大,工程投資不確定性可能較大。對于煤礦而言,地下瓦斯等有毒氣體和煤巖損傷等可能影響電站運營。
4、應(yīng)用場景分析
壓縮空氣儲能技術(shù)針對不同應(yīng)用場景具有不同的適用性,簡析如下:
(1)削峰填谷場景。當(dāng)前,我國電網(wǎng)規(guī)模日益增大,復(fù)雜性日益加劇,電網(wǎng)峰谷差給發(fā)電和電力調(diào)度造成了困難,且電網(wǎng)發(fā)生大面積停電故障的風(fēng)險在逐步增大。因此,需要大容量、高效率的儲能技術(shù)緩解電網(wǎng)高峰供電壓力,同時提供事故備用,進(jìn)而保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運行。與抽水蓄能電站用于削峰填谷場景的功能類似,壓縮空氣儲能電站能量釋放時間為小時級以上,功率等級為百兆瓦級,調(diào)節(jié)能力為分鐘級,也具備服務(wù)電網(wǎng)削峰填谷需求的能力。國外已建的2座商業(yè)化運行的壓縮空氣儲能電站均用于削峰填谷場景。
(2)電源側(cè)可再生能源消納場景。我國風(fēng)能資源和太陽能資源主要分布于西北地區(qū),當(dāng)?shù)氐碾娔芟{能力不足,需進(jìn)行遠(yuǎn)距離外送。在風(fēng)電場和光伏發(fā)電場配備相應(yīng)比例的儲能系統(tǒng)是解決并網(wǎng)和遠(yuǎn)距離外送問題的有效途徑。壓縮空氣等新型儲能系統(tǒng)能夠在電網(wǎng)無法消納風(fēng)電和光伏發(fā)電的情況下,將電能儲存起來,有效避免棄風(fēng)、棄光,有效支撐新能源基地打造,確保并網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。
(3)電網(wǎng)輔助服務(wù)場景。電網(wǎng)輔助服務(wù)作為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定器、調(diào)節(jié)器、平衡器,包括電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)相等功能。首先,壓縮空氣儲能系統(tǒng)具備二次調(diào)頻的能力,并且由于壓縮空氣換熱溫差遠(yuǎn)小于燃?xì)廨啓C(jī)組,同樣等級下其頻率調(diào)節(jié)速率遠(yuǎn)快于燃機(jī)。其次,壓縮空氣發(fā)電機(jī)組在調(diào)峰時段也可起到支撐電網(wǎng)電壓的作用。如果考慮調(diào)峰任務(wù)完成后不停機(jī)而使發(fā)電機(jī)作調(diào)相機(jī)運行,其系統(tǒng)運行方式時可根據(jù)電網(wǎng)日負(fù)荷曲線安排發(fā)電和調(diào)相計劃。
(4)用戶側(cè)服務(wù)場景。用戶側(cè)作為電能發(fā)-輸-配-變-用的最后一個環(huán)節(jié),直接消耗電能(能源)以服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展,服務(wù)于用戶側(cè)儲能可降低用電成本和提高用戶側(cè)電能可靠性。對于壓縮空氣儲能而言,還有一種面向用戶的場景,即冷-熱-電聯(lián)供,可更為充分地利用壓縮-發(fā)電過程中的冷、熱能,對于一些工業(yè)園區(qū)等耗能單位,統(tǒng)籌考慮其能源利用形式,可提高系統(tǒng)效率。此外,壓縮空氣儲能規(guī)模范圍達(dá)10~300MW,儲氣時長可從分鐘級到小時級,儲氣裝置也可利用地面儲氣罐,規(guī)模及布置靈活,對分布式電力系統(tǒng)更具有適應(yīng)性,可能使用戶獲得較低的電費水平。
5、壓縮空氣儲能建設(shè)成本和度電成本分析
壓縮空氣儲能項目進(jìn)展與每千瓦投資、項目裝機(jī)容量關(guān)系見圖4。從圖4可知,壓縮空氣儲能電站的機(jī)組容量隨著技術(shù)迭代更新正逐步增大,每千瓦投資在逐步減少,相應(yīng)的期建設(shè)成本仍處于下降過程中。如國內(nèi)第1個投運的非補(bǔ)燃壓縮空氣示范項目蕪湖電站裝機(jī)500kW,其投資約60000元/kW;肥城一期電站裝機(jī)10MW,其投資約10000元/kW;金壇項目和目前正在建設(shè)的張北、云崗井田項目投資約8000元/kW,已與中小型抽水蓄能建設(shè)成本相當(dāng);部分可研階段和規(guī)劃階段的壓縮空氣儲能項目,估算投資約5000~6000元/kW,已與大型抽水蓄能電站相當(dāng)。
在削峰填谷和電源側(cè)可再生能源消納(利用新能源基地棄風(fēng)棄光充電,不考慮充電成本)2種場景下,采用平準(zhǔn)化電力成本方法分析比較了不同的儲能技術(shù)的全壽命期度電成本,考慮了工程建設(shè)成本、運維成本、儲能成本,對比抽水蓄能、中小型抽水蓄能、壓縮空氣儲能2022(現(xiàn)水平)和2025(“十四五”末發(fā)展水平)、電化學(xué)儲能5種儲能形式,初步測算成果見表2。
在削峰填谷應(yīng)用場景下,壓縮空氣儲能當(dāng)前度電成本水平與中小型抽水蓄能電站相當(dāng),“十四五”末度電成本進(jìn)一步降低,兩者均遠(yuǎn)低于電化學(xué)儲能。在可再生能源消納場景下,壓縮空氣儲能度電成本將更接近大型抽水蓄能水平。
6、壓縮空氣儲能技術(shù)重點及難點
(1)壓縮空氣儲能效率有待進(jìn)一步提高。目前,壓縮空氣儲能技術(shù)的電換電效率為50%~65%、冷-熱-電綜合能源的利用效率為70%~80%,轉(zhuǎn)換效率仍相對較低、運行成本較高。壓縮空氣儲能系統(tǒng)的綜合效率與各個子系統(tǒng)的能量效率密切相關(guān),需從設(shè)備、工藝、應(yīng)用場景各方面進(jìn)行綜合研究。
(2)300MW級壓縮機(jī)尚處于技術(shù)研發(fā)階段。壓縮空氣儲能電站增大單機(jī)容量,并進(jìn)一步提高能量效率,繼續(xù)攻關(guān)大排量、高壓力、高效率的壓縮機(jī)和膨脹機(jī),以及研究提高蓄熱溫度和回?zé)釡囟鹊?,是實現(xiàn)壓縮空氣儲能技術(shù)規(guī)?;l(fā)展的必然要求。目前,已投產(chǎn)的壓縮空氣電站裝機(jī)容量為60MW(金壇)、開展帶電調(diào)試單機(jī)容量為100MW(張北),100MW級壓縮空氣儲能電站尚處于示范階段,實現(xiàn)300MW級仍需進(jìn)行設(shè)備研發(fā)、經(jīng)驗積累和技術(shù)迭代。
(3)價格機(jī)制方面。新型儲能的成本回收機(jī)制還在探索中。壓縮空氣儲能需進(jìn)一步實施峰谷電價和儲能電價政策,對儲能的購電價格、放電價格、輸配電價格以及結(jié)算方式等制定單獨的交易電價政策,在經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好、市場化程度高的地區(qū),加快探索儲能容量電費機(jī)制。
7、結(jié)論與展望
(1)壓縮空氣儲能技術(shù)較為成熟,裝機(jī)規(guī)模、使用壽命、調(diào)節(jié)性能等與中小型抽水蓄能電站相當(dāng),且隨著單機(jī)規(guī)模的增加和建設(shè)成本的下降,逐漸趨近大型抽水蓄能電站的作用和效益。與抽水蓄能電站相比,其不受水資源限制,具有建設(shè)周期短、占地少和環(huán)保影響小等優(yōu)點。但額定工況下效率為60%左右,總體偏低。
(2)壓縮空氣儲能技術(shù)正由100MW級示范應(yīng)用階段轉(zhuǎn)向規(guī)?;⑸虡I(yè)化發(fā)展,一大批壓縮空氣儲能項目也處在規(guī)劃或設(shè)計階段,裝機(jī)規(guī)模逐步增大,但100MW級電站運行經(jīng)驗仍需積累,壓縮空氣儲能技術(shù)仍需迭代升級。
(3)隨著項目增加和產(chǎn)業(yè)發(fā)展,壓縮空氣儲能電站建設(shè)成本不斷下降?;诓煌瑧?yīng)用場景的初步分析表明,相比于削峰填谷應(yīng)用場景,壓縮空氣儲能在可再生能源消納場景下,度電成本低于中小型抽水蓄能電站,更接近大型抽水蓄能電站水平,具有一定的經(jīng)濟(jì)競爭力??紤]到西北地區(qū)抽水蓄能電站存在水源條件差、建設(shè)和運行成本高等問題,隨著壓縮空氣儲能建設(shè)成本的逐漸下降,競爭力將逐步提高。
(4)鑒于壓縮空氣儲能技術(shù)具備在特定場景的明顯優(yōu)勢,通過發(fā)展也具有一定的規(guī)模化發(fā)展?jié)摿?,可進(jìn)一步開展以下技術(shù)研發(fā)和研究工作:大規(guī)模、高效率空氣壓縮機(jī)技術(shù);系統(tǒng)工藝優(yōu)化設(shè)計等提升能量轉(zhuǎn)換效率的關(guān)鍵技術(shù);壓縮機(jī)運行過程對可再生能源不穩(wěn)定出力的適應(yīng)性,進(jìn)一步明確其配合新能源并網(wǎng)的調(diào)節(jié)能力;壓縮空氣儲能項目建設(shè)管理和產(chǎn)業(yè)鏈;壓縮空氣儲能運行管理;壓縮空氣儲能電價政策。