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纪律:先进压缩空气储能技术应用与产业化

2024-09-19 14:14:13 中国能源网

中储国能(北京)技术有限公司总经理纪律:非常荣幸能够来到未来能源大会,向大家介绍我们团队在压缩空气储能方面产业化的进展。今天重点介绍一下我们在示范应用和产业化方面的工作。报告内容分为以下四部分:

第一,技术背景。

压缩空气储能的特点首先是规模比较大,单机规模今年已经达到了300兆瓦量级。同时它的容量比较大,一般储能时长是4~10小时,是典型的长时储能技术。同时它的单位成本相对比较低,目前我们测算的全生命周期的度电成本大概在2~3毛钱,单位千瓦时的初投资大概在800~1500元,在储能技术中相对来说是比较低的。整个系统完全是机械设备,因此它的使用寿命在30~50年,整个发电过程没有污染物排放,对环境友好。空气这个介质本身比较安全,也不会发生燃烧、爆炸的风险,同时多种储气方式也摆脱了对于地理条件的限制,基本上全国各个地质条件都能够建设这样的项目。系统效率现在百兆瓦级能够达到70%左右,这个效率在压缩空气储能领域已经比较高了,具备了商业化应用和产业化的前提。

第二,团队前期研发基础。

中储国能公司是中国科学院工程热物理研究所,百兆瓦级压缩空气储能技术的研发公司,研究所长期开展这项技术研发,到一定阶段我们就向产业化推进。我们可以提供压缩空气储能技术的系统解决方案,包括整个系统的核心工艺设计,核心设备的提供、安装、调试和全生命周期的检修维护,相当于研究所做的是技术研发的工作,产业化公司是把这个技术转化成产品,再去做应用推广。

第三,应用与产业化进展。

2013年,我们在河北廊坊建成了首个兆瓦级、工业级的示范电站,整个规模是1.5兆瓦,整个系统的额定测试效率达到52.1%,当时通过了国家863项目验收。2016年,我们在贵州毕节建成了第一个10兆瓦压缩空气储能示范项目,整个系统效率60.2%,通过了国家973项目验收。

第一个商业运行的项目是在山东肥城10兆瓦一期项目,利用地下1000米的岩穴储气,整个项目2020年8月份启动建设,2021年9月23日实现了并网发电,2022年7月份获准参与了山东省的现货市场交易。

第一个100兆瓦的项目是在张家口,国家可再生能源示范区,这个项目是一个风光储项目的组成部分,100兆瓦的压缩空气储能匹配了800兆瓦的新能源(包括500兆瓦的光,300兆瓦的风)。压缩空气储能部分的造价是7亿元。项目2020年6月份开工,2022年9月30日实现了第一次并网发电。

我们最近几年开展300兆瓦的研发和示范项目建设工作,第一个示范项目在山东肥城的二期项目,也是利用地下1000米的岩穴做储气,整个规模300兆瓦,1800兆瓦时,可以实现6个小时的连续发电。整个投资接近15亿元。今年4月30日实现并网发电,预计在今年年底前能够转为商业运行。

有多个在建项目,这里列举3个。第一个项目是在宁夏中宁去年10月份开工大唐投资的项目,预计今年年底地上部分完工,明年能够投入使用。这个项目有别于肥城项目,是用人工开发硐室的储气方式。第二个项目是华能投资的新疆阜康100兆瓦项目,配套1吉瓦的光伏运行,储能容量10小时,也是第一个长时10小时储能的压缩空气储能项目,非常有意义。第三个项目是河南信阳300兆瓦人工硐室的压缩空气储能项目,今年1月份启动前期的建设工作,4月份完成招标,现场已经全面开工,预计明年能够建成投入使用。

第四,挑战与发展思路。

我们还面临一系列的挑战:一、压缩空气储能系统的性能还有待进一步提升,系统效率理论分析极限效率在75%左右,还有进一步提升的空间。二、技术层面得到了一些验证,但是长时运行的效果,它的商业性,它在电力系统中发挥什么样的功能和价值还有待进一步长时间运行的检测。三、整个产业的标准体系还不够完善,虽然有国标和行标逐步在立项,但是现在都还没有建立健全。四、整个产业链目前还不够成熟,随着后续的规模化生产,它的单位成本还有望进一步下降。五、目前也没有形成长时间可复制的商业模式和长期稳定的电价机制。

未来发展趋势:

中国科学院去年已经立项了单机660兆瓦并开始研发,今年第一个示范项目已经完成了备案,预计今年年底开工建设。同时,系统性能我们也会进一步优化,尽可能逼近75%的理论极限效率。单位成本随着单机规模的增加,随着机械设备规模化量产还有望进一步下降,单位千瓦时的投资我们希望人工硐室的项目从现在的1500元降到1000元/千瓦时以内,未来也会加强产业化的进程和商业化的验证,通过各种商业化的项目长时间稳定的运行,使它的价值更多地凸显。我们也在积极牵头和参与行业、国家相关的标准制订,进一步规范整个技术和产业的发展。




责任编辑: 李颖