8月25日上午,東方電氣集團東方汽輪機有限公司(以下簡稱東方汽輪機)廠區(qū)項目現(xiàn)場,隨著壓縮機啟動,穩(wěn)步提升至額定轉(zhuǎn)速,二氧化碳氣體從巨大的柔性氣倉中被抽取并壓縮。東方汽輪機黨委書記、董事長劉輝宣布:“機組啟動成功,竣工儀式圓滿成功!”至此,全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項目成功竣工、呈現(xiàn)世界,標志著我國這一新型儲能技術(shù)實現(xiàn)了工程應(yīng)用的巨大飛躍。
全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項目,是2022世界清潔能源大會示范應(yīng)用場景之一,由東方電氣集團東方汽輪機有限公司、百穰新能源科技(深圳)有限公司、西安交通大學能源與動力工程學院、北京泓慧國際能源技術(shù)發(fā)展有限公司共同打造。項目占地18000㎡,約為兩個半足球場大小,儲能規(guī)模10MW/20MWh,能在2小時內(nèi)存滿2萬度電,是全球單機功率最大,儲能容量最大的二氧化碳儲能項目,也是全球首個二氧化碳+飛輪儲能綜合能源站。
項目各合作方依托十余年積累的新材料及系統(tǒng)設(shè)計集成經(jīng)驗、新型能源系統(tǒng)和二氧化碳動力裝備方面的研發(fā)及工程應(yīng)用經(jīng)驗、國內(nèi)首套滿負荷運行的超臨界二氧化碳系統(tǒng)壓縮機/透平等關(guān)鍵動力設(shè)備的成功研制經(jīng)驗,在熱力系統(tǒng)集成及優(yōu)化、透平設(shè)備研制、經(jīng)濟性設(shè)計等方面取得了一系列研究成果,突破了儲能系統(tǒng)及動力裝備的多項核心技術(shù),具有完全自主知識產(chǎn)權(quán),項目的建成,將進一步加快我國新型電力系統(tǒng)構(gòu)建的步伐,助力我國新型儲能技術(shù)走在世界的前列。
“儲能”,即在用電低谷期,將富余的電能轉(zhuǎn)化為其它能量儲存起來,用電高峰期,再將各種能量重新轉(zhuǎn)化為電能,儲能項目不僅能彌補清潔能源不穩(wěn)定的缺點,有效平抑大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的波動性。
二氧化碳儲能是壓縮氣體儲能的一種,利用二氧化碳作為循環(huán)工質(zhì)進行充放電,就像個超級“充電寶”。用電低谷期時,這個“充電寶”開啟充電模式,壓縮機啟動,2個小時就能把巨大的柔性氣倉里體積達25萬立方米的二氧化碳氣體全部壓縮為液態(tài),體積只有原來的1/300;在用電高峰到來時,使其重回氣態(tài),并推動透平進行發(fā)電,同樣只需2個小時,就能發(fā)出2萬度的電,足夠60多個家庭使用1個月。飛輪儲能則是通過電動/發(fā)電一體雙向高效電機配合真空中的飛輪,實現(xiàn)電能和動能的雙向轉(zhuǎn)換的一種儲能方式,能達到毫秒級的快速響應(yīng)。
結(jié)合二氧化碳儲能時間長規(guī)模大、飛輪儲能響應(yīng)速度快的優(yōu)勢,全球首個二氧化碳+飛輪儲能示范項目可以有效平滑電網(wǎng)波動性,解決間歇性問題,實現(xiàn)電網(wǎng)安全運行,整個“充放電”過程都不會用到化石燃料,也不會產(chǎn)生固體廢棄物,零碳排放,綠色環(huán)保。
同抽水蓄能、壓縮空氣相比,二氧化碳儲能系統(tǒng)不需要高山大川、不需要地下洞穴,不受地理條件的限制,可以建在任何地方,建設(shè)周期不到2年;同電化學儲能相比,它不使用稀有金屬或貴金屬,且工況穩(wěn)定,在長達30年的使用壽命中,循環(huán)效率能一直保持在60%以上。二氧化碳具有無毒、不易燃、易于獲取的絕佳優(yōu)勢,常溫下即可液化,可以方便實現(xiàn)液態(tài)存儲,存儲成本低且安全可靠。
二氧化碳儲能系統(tǒng)具有廣泛的功率等級、容量和地域適應(yīng)性,在大容量長時儲能上有極佳的經(jīng)濟效益,尤其適合10MW級、100MW級和1000MW級長時儲能系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可與太陽能、風電等新能源配套,有效彌補其無法提供穩(wěn)定、持續(xù)電力供應(yīng)的弱點,也可與傳統(tǒng)火電配套使用,作為傳統(tǒng)火電靈活運行時小負荷工況的功率補償,可大幅提升機組調(diào)峰能力和能量綜合利用效率,項目具有廣闊應(yīng)用前景,有望成為支撐我國“雙碳”目標達成的關(guān)鍵力量之一。(黃飛 翟璇)