電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/黃山明）近日，全球最大的液態(tài)空氣儲能項目正式啟動，這個由中國綠發(fā)投資集團聯(lián)合中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所共同推進，依托中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王俊杰團隊十余年技術(shù)積累，聚焦液態(tài)空氣儲能的規(guī)?；?、高效化、安全化目標。項目于2023年7月開工建設(shè)，目前已經(jīng)于青海格爾木順利推進中。

全球最大的液態(tài)空氣儲能項目

液態(tài)空氣儲能是一種新型大規(guī)模長時儲能技術(shù)，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)無法直接消納的無形的電能轉(zhuǎn)化為有形的具有高能量密度的液態(tài)空氣存儲。這種技術(shù)被認為是可以解決再生能源間歇性問題和實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的重要儲能技術(shù)之一。

一方面，液態(tài)空氣儲能技術(shù)可以適合用于吉瓦時級別的大規(guī)模儲能，用以滿足電網(wǎng)級儲能需求，儲能時長可以達到數(shù)小時至數(shù)天，有效彌補鋰電池等短時儲能技術(shù)的不足。另一方面，液態(tài)空氣儲能不太受到地區(qū)的限制，部署較為靈活，并且使用空氣作為介質(zhì)，無污染且可以利用工業(yè)廢熱來提升效率。

此外，液態(tài)空氣儲能還具備高可靠性，設(shè)備壽命長，運行穩(wěn)定可靠，運行維護的成本較低。在電源側(cè)，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)能有力破解當前制約我國可再生新能源發(fā)展的棄風(fēng)棄光問題，并能實現(xiàn)火電的靈活存儲和釋放，大幅提高火電的深度調(diào)峰能力。

在電網(wǎng)側(cè)，可實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理優(yōu)化，具備削峰填谷、熱備用、電能質(zhì)量治理等功能，能在一定程度上緩解限電狀況，提高系統(tǒng)效率和輸配電設(shè)備的利用率。

目前，青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能項目已經(jīng)在2024年9月進入設(shè)備安裝與調(diào)試的關(guān)鍵階段，力爭2025年9月底前實現(xiàn)全面建成投產(chǎn)，屆時將成為全球液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域發(fā)電功率最高、儲能規(guī)模世界最大示范項目。

值得一提的是，項目擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，已獲授權(quán)專利81項，發(fā)表論文142篇，推動液態(tài)空氣儲能技術(shù)從理論創(chuàng)新到工程應(yīng)用的完整鏈條，助力我國在新型儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“彎道超車”。

目前項目已經(jīng)完成了核心設(shè)備的基礎(chǔ)施工，轉(zhuǎn)入到設(shè)備安裝階段，預(yù)計建成后將實現(xiàn)發(fā)電功率達世界第一（60兆瓦）、儲能規(guī)模全球最大（600兆瓦時），年消納可再生能源電量超10億千瓦時，滿足約20萬戶家庭年用電需求。

此項目頁被列為國家能源局新型儲能示范工程和國家發(fā)改委綠色低碳技術(shù)示范工程，預(yù)計投產(chǎn)后將成為全球液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域的標桿，推動我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

與此同時，該項目的研究團隊還重視國際合作與資源整合，與中外科研機構(gòu)及企業(yè)緊密協(xié)作，共同推動液態(tài)空氣儲能的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化進程，包括成立中國液態(tài)空氣儲能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定并發(fā)布液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范團體標準，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵技術(shù)突破，推動我國能源轉(zhuǎn)型和儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

在青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能項目中，實現(xiàn)了數(shù)個重要核心技術(shù)的突破。項目基于新一代壓縮空氣儲能技術(shù)，通過低溫空氣液化和梯級蓄冷技術(shù)，將電能轉(zhuǎn)化為常壓、低溫、高密度的液態(tài)空氣儲存，儲能密度較氣態(tài)空氣提升約750倍，解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能對地理條件的依賴和恒壓釋放難題。

由中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所王俊杰團隊主導(dǎo)研發(fā)，結(jié)合中國綠發(fā)投資集團（中國綠發(fā)）的工程化應(yīng)用能力實現(xiàn)技術(shù)落地，團隊提出深低溫梯級液化蓄冷工藝和常壓低溫存儲技術(shù)，大幅提高空氣儲能密度，將蓄冷效率從60%提升至90%。

同時，項目還配備了全球首臺套水平剖分式離心壓縮機組，葉輪直徑達2米，整機重量超300噸。通過優(yōu)化軸向進氣結(jié)構(gòu)，壓縮效率提升2%-3%，并實現(xiàn)一鍵啟停和抗疲勞壽命優(yōu)化。該設(shè)備主要由沈鼓集團研制，其攻克了高海拔環(huán)境適應(yīng)性、大功率壓縮等技術(shù)難點，設(shè)備國產(chǎn)化率達100%。

在該項目中，還集成了智慧化安裝實時監(jiān)測技術(shù)，結(jié)合高原環(huán)境特點引入自動補氧裝置，確保設(shè)備在極端條件下的安全運行。例如，換流變壓器安裝中采用智慧監(jiān)測系統(tǒng)，實時調(diào)控氧氣濃度，降低高原作業(yè)風(fēng)險。

在研發(fā)設(shè)計60MW液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)過程中，中綠中科公司青年團隊創(chuàng)造性地自主設(shè)計出了單筒處理量最大、運行溫度/壓力最高的空氣純化裝置以及自液化/復(fù)溫一體式冷箱，提升系統(tǒng)效率和可靠性。

此外，項目中還采用了全焊接板式換熱器，提升了低溫工質(zhì)換熱效率，降低了設(shè)備體積和成本。同時基于由研究團隊所開發(fā)的500千瓦非補燃壓縮空氣儲能示范平臺，成功驗證了非補燃（無燃料燃燒）技術(shù)路線的可行性，突破規(guī)?；瘍δ艿男逝c成本瓶頸，避免化石燃料依賴，實現(xiàn)零碳排放運行。

技術(shù)上，摒棄傳統(tǒng)壓縮空氣儲能中燃燒化石燃料加熱空氣的環(huán)節(jié)，通過深低溫梯級液化蓄冷工藝，利用電網(wǎng)低谷電能驅(qū)動壓縮機將空氣冷卻至-196℃液化存儲，釋能時通過低溫冷能與環(huán)境熱交換驅(qū)動透平發(fā)電，全程無碳排放，系統(tǒng)效率較傳統(tǒng)補燃式提升20%以上。

同時構(gòu)建覆蓋10千瓦級到500千瓦級的低溫蓄冷共性技術(shù)研發(fā)平臺，驗證不同規(guī)模下的蓄冷材料、結(jié)構(gòu)設(shè)計及系統(tǒng)集成方案，為大規(guī)模儲能提供技術(shù)支撐。

小結(jié)

青海格爾木60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能項目的順利推進，是我國液態(tài)空氣儲能技術(shù)從0到1的關(guān)鍵里程碑，不僅驗證了無補燃、高效、安全的技術(shù)路線，更打通了理論研究到技術(shù)攻關(guān)到裝備研制最后再到工程示范的全鏈條，為新型長時儲能技術(shù)的商業(yè)化推廣奠定了堅實基礎(chǔ)。其成果直接支撐青海格爾木項目成為全球標桿，推動我國在液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域從跟跑走向領(lǐng)跑行列，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。