中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2022年6月，一家名為Energy Dome的公司在意大利撒丁島建設(shè)了世界上第一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目，規(guī)模為2.5MW/4MWh。
今年8月，中國(guó)首個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能驗(yàn)證項(xiàng)目投運(yùn)，該項(xiàng)目由東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司、百穰新能源科技（深圳）有限公司、西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院共同打造。
“世界第一”和“國(guó)內(nèi)第一”，二氧化碳儲(chǔ)能在今年正式進(jìn)入行業(yè)視野，這也讓不少人對(duì)二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)充滿了好奇，全球氣候變暖的元兇二氧化碳也可以用來(lái)儲(chǔ)能嗎？
世界第一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)
世界上第一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)是由意大利初創(chuàng)公司Energy Dome建立的，于2020年2月開(kāi)始進(jìn)行二氧化碳儲(chǔ)能初始階段的運(yùn)行測(cè)試，僅用了兩年多的時(shí)間就從概念發(fā)展到了多兆瓦級(jí)的全面測(cè)試。
Energy Dome于2019年創(chuàng)立，在2020年12月獲得Third Derivative種子輪投資，并與2021年12月進(jìn)行了1100萬(wàn)美元的A輪融資。該公司已經(jīng)計(jì)劃在2023年底前完成一個(gè)20MW/200MWh的大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
▌Energy Dome的二氧化碳儲(chǔ)能運(yùn)行原理
在充電過(guò)程中，二氧化碳?xì)怏w被儲(chǔ)存在一個(gè)密封的穹頂中，通過(guò)使用多余的電力將其壓縮成液體，此時(shí)壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量也會(huì)被捕獲并儲(chǔ)存起來(lái)供以后再次使用。
在放電過(guò)程中，儲(chǔ)存的熱量被用來(lái)再次蒸發(fā)液態(tài)二氧化碳，此時(shí)二氧化碳就會(huì)升溫、蒸發(fā)和膨脹，轉(zhuǎn)動(dòng)渦輪機(jī)并發(fā)電。
▌Energy Dome二氧化碳儲(chǔ)能的特點(diǎn)
和空氣相比，二氧化碳允許高密度能量存儲(chǔ)，因?yàn)樗菫閿?shù)不多的可以在正常環(huán)境溫度和壓力下冷凝并儲(chǔ)存為液體的氣體之一。除此之外，Energy Dome的二氧化碳儲(chǔ)能還有以下特點(diǎn)：
1）低成本。該儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的所有材料都是常見(jiàn)的，并且很容易獲得。Energy Dome表示，其二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)將在未來(lái)幾年實(shí)現(xiàn)50-60美元/兆瓦時(shí)（340~410元/兆瓦時(shí)）的度電成本。這將比鋰離子電池低兩倍多。
2）效率高。Energy Dome的首席執(zhí)行官Claudio Spadacini在接受采訪時(shí)表示，其二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)效率為75-80%。
3）可持續(xù)性。該系統(tǒng)所采用的組件和設(shè)計(jì)確保了長(zhǎng)壽命、可回收，壽命預(yù)計(jì)約為30年。同時(shí)，此系統(tǒng)是完全封閉的，閉環(huán)系統(tǒng)不會(huì)產(chǎn)生排放，二氧化碳儲(chǔ)能是完全可持續(xù)和完全可回收的。
4）模塊化系統(tǒng)。二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)將是模塊化的，可以根據(jù)需要擴(kuò)展到任何尺寸。液態(tài)二氧化碳容器、壓縮機(jī)、渦輪機(jī)均有不同尺寸，使用者可以根據(jù)需要，以最合適的充電或放電率來(lái)優(yōu)化設(shè)計(jì)。
國(guó)內(nèi)第一個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能驗(yàn)證項(xiàng)目
去年10月，東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司、百穰新能源科技（深圳）有限公司和西安交通大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院共同舉行國(guó)內(nèi)首個(gè)“新型二氧化碳儲(chǔ)能驗(yàn)證項(xiàng)目”的開(kāi)工儀式，標(biāo)志著我國(guó)這一儲(chǔ)能技術(shù)邁開(kāi)了真正工程化應(yīng)用的步伐。
該項(xiàng)目于今年8月正式投運(yùn)。
主要技術(shù)提供方的百穰新能源成立于2021年，是一家新型儲(chǔ)能科技公司，主營(yíng)壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)和設(shè)備的研發(fā)、集成、銷(xiāo)售和運(yùn)營(yíng)。擁有低壓氣倉(cāng)和系統(tǒng)設(shè)計(jì)等核心技術(shù)。該公司于今年8月底完成近億元的A輪融資。
▌百穰二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)原理
百穰二氧化碳儲(chǔ)能是一種氣液互轉(zhuǎn)、兩態(tài)協(xié)同儲(chǔ)能技術(shù)。
充電時(shí)用低谷電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將常溫常壓二氧化碳?xì)怏w壓縮至液態(tài)，并將液化后的二氧化碳儲(chǔ)存在高壓裝置中；收集壓縮二氧化碳過(guò)程中產(chǎn)生的熱能，并儲(chǔ)存在儲(chǔ)熱裝置中；
放電時(shí)利用低品位熱量將液態(tài)二氧化碳?xì)饣?，通過(guò)儲(chǔ)存的熱量促進(jìn)二氧化碳膨脹，驅(qū)動(dòng)透平旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
▌百穰二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)特點(diǎn)
百穰長(zhǎng)時(shí)大容量二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)，具有“高效率、低成本、高安全、無(wú)污染、長(zhǎng)壽命、智能化”等多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)；系統(tǒng)具備獨(dú)特的余熱利用能力，能夠挖掘中國(guó)工業(yè)余熱的巨大潛在價(jià)值；系統(tǒng)具有極好的普適性，可在各種地理環(huán)境和氣候條件下使用。
低成本。二氧化碳儲(chǔ)能建設(shè)成本顯著低于抽水蓄能，度電成本最低可達(dá)0.2元/度；
高效率。該系統(tǒng)電到電設(shè)計(jì)效率高達(dá)82%，系統(tǒng)實(shí)際效率也能達(dá)到60%以上，并且在逐步提升；
無(wú)地域限制。二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)地理環(huán)境和氣候條件沒(méi)有特殊要求，適合全球部署；
大容量。其儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)多達(dá)16+小時(shí)，釋能功率可達(dá)GW級(jí)；
長(zhǎng)壽命，無(wú)衰減。該儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命長(zhǎng)達(dá)30年，設(shè)計(jì)使用期內(nèi)循環(huán)次數(shù)超過(guò)10000次，可做到效率無(wú)衰減、容量無(wú)衰減；
安全無(wú)污染，易升級(jí)改造。循環(huán)工質(zhì)采用二氧化碳，無(wú)燃爆風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)污染殘留。其充電功率和時(shí)長(zhǎng)均可平滑擴(kuò)容，升級(jí)改造成本低。
位于東方汽輪機(jī)廠區(qū)內(nèi)的這個(gè)新型二氧化碳儲(chǔ)能驗(yàn)證項(xiàng)目占地18000㎡，約為兩個(gè)半足球場(chǎng)大小，儲(chǔ)能規(guī)模10MW/20MWh，能在2小時(shí)內(nèi)存滿2萬(wàn)度電，是全球單機(jī)功率最大，儲(chǔ)能容量最大的二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目。
除了上述公司外，一些新的企業(yè)正在進(jìn)入二氧化碳儲(chǔ)能領(lǐng)域。
成立于2022年初的北京嘉泰新能科技有限公司已經(jīng)完成數(shù)千萬(wàn)元的天使輪融資。該公司致力于壓縮氣體儲(chǔ)能技術(shù)的研究與積累，參與了多個(gè)國(guó)家級(jí)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的建設(shè)，是中國(guó)最早涉足壓縮氣體儲(chǔ)能技術(shù)落地的團(tuán)隊(duì)之一。
在壓縮空氣儲(chǔ)能方面，嘉泰的方案是基于天然洞穴和人工洞穴設(shè)計(jì)；壓縮二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)則可以利用儲(chǔ)氣罐或儲(chǔ)液罐，具有系統(tǒng)體積、占地面積相對(duì)較小，可更加靈活地進(jìn)行部署的優(yōu)勢(shì)。目前，嘉泰新能技術(shù)團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行十兆瓦級(jí)的壓縮二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。
二氧化碳儲(chǔ)能在經(jīng)濟(jì)性上有著顯著優(yōu)勢(shì)，安全性上也不存在燃燒爆炸等風(fēng)險(xiǎn)，在存儲(chǔ)時(shí)長(zhǎng)方面，也可以輕松實(shí)現(xiàn)24小時(shí)長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)，適用于未來(lái)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)需求。
目前，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始步入商業(yè)化，陸續(xù)有百兆瓦級(jí)別的大型項(xiàng)目投建，作為一種和壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理類似的新型儲(chǔ)能技術(shù)，二氧化碳儲(chǔ)能的發(fā)展才剛剛開(kāi)始，這是一種更具前景的儲(chǔ)能技術(shù)嗎？時(shí)間將最終給出準(zhǔn)確的答案。
