压缩空气储能技术前景可期
●陈海生 中科院工程热物理所副所长、储能研发中心主任
储能技术急需应用于传统电网、新能源和分布式发电。储能技术类型分为物理储能和电化学储能。物理储能包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮、铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池、镍氢电池。其他还包括超级电容、超导、锌空气和燃料电池。
我主要讲一下压缩空气储能技术的研究和发展。压缩空气储能通过压缩空气存储多余的电能,将空气存储在地下。它的技术优点是高功率、低成本、长寿命,不足主要是依赖化石燃料、需要储气室、效率低。
目前,全球有两个百兆瓦级的压缩空气储能。国内研发都集中在实验室,没有商业应用,大多数的应用处于实验或中试规模,但国内关于压缩空气储能的研发已涉及了各个环节。
中科院针对压缩空气储能的三点不足,研究出了三种解决方案。对于依赖化石能源的弊端,应采用热能存储技术;对于需要储气室的弊端,要应用高密度储气罐;针对效率低的情况,可以采用热回收技术。
下一步,1万千瓦的压缩空气储能已经完成了系统设计与分析和关键部件的设计,目前已经运抵现场正在安装调试。
超导储能技术:一种新的可能性
●蒂姆˙库姆斯 Magnifye公司经理、剑桥大学工程系
EPEC超导组高级讲师
我要讲一讲SMES超导体电能的储备。SMES是一种基于直流磁场的储能系统,以直流的磁场来储存电。它很独特,电一进来就可以储存,不需要把电转化为化学能,也不需要转化为压缩空气,也不需要在山上抽水来蓄能。
SMES系统包括超导磁体线圈、功率变换系统、低温系统和控制单元。其中最贵的是电源调节系统,当这部分元件价格下降的时候,超导体会变得有经济性,而超导体磁铁价格下降也会帮助超导的普及。超导体输电没有电损,是一种高密度的存电方式。在实际应用中,SMES可以降低低频振荡,提高传输容量,提升电压稳定性。在电能质量方面,SMES系统可为柔性交流输电提供能量。同时,在分布式发电中,SMES可以平滑分布式发电系统的功率输出,提高发电效率。
目前,SMES的高性能能量存储特性使它能够存储备份电能,以提高发电机的功率和系统的可靠性,为敏感负载或重要设备提供不间断电源,在造纸业、汽车组装、石化炼油、化学与制药领域都有着非常广泛的应用前景。
这种技术非常优越,但仍然面临着一些现实挑战。比如需要冷却以保持线圈的工作温度,从材料上还需要改进。