液態(tài)空氣儲能，香嗎？

近日，國家能源局發(fā)布2024年第1號公告，正式發(fā)布了新型儲能試點(diǎn)示范項目名單，唯一一個(gè)液態(tài)空氣儲能項目“青海省格爾木市60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能示范項目”入選其中。

該液態(tài)空氣儲能項目位于海西州格爾木市東出口光伏園區，總規模60MW/600MWh，配建光伏250MW、110千伏升壓站1座，于2023年7月1日開(kāi)工建設，計劃2024年內整體并網(wǎng)發(fā)電。項目建成投產(chǎn)后，將成為液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域發(fā)電功率世界第一、儲能規模世界最大的示范項目。

隨著(zhù)青海海西60MW/600MWh液態(tài)空氣儲能項目的開(kāi)工，也加速了液態(tài)空氣儲能商業(yè)化進(jìn)程。

近年來(lái)，大規模儲能技術(shù)因其在改善可再生能源系統和電網(wǎng)負荷轉移方面的重要作用而受到越來(lái)越多的關(guān)注。抽水蓄能和壓縮空氣儲能被視為主要的大規模儲能技術(shù)，但兩者都受限于地理條件，液態(tài)空氣儲能作為一項高潛力的新型儲能技術(shù)正在快速興起。

什么是液態(tài)空氣儲能?

液態(tài)空氣儲能(LAES)由壓縮空氣儲能能(CAES)技術(shù)衍生而來(lái)，兩者都是以空氣為主要儲能材料。液態(tài)空氣儲能利用空氣“壓縮-膨脹”過(guò)程，完成“電能-熱能”與“壓力能-電能”的轉換。與壓縮空氣儲能不同，液態(tài)空氣儲能壓縮后的氣體不進(jìn)入儲氣室，而是進(jìn)入液化單元，使氣態(tài)空氣變成液態(tài)空氣進(jìn)行儲存。

液態(tài)壓縮空氣儲能技術(shù)原理圖

圖源：ESPlaza

液態(tài)空氣儲能的儲能密度是壓縮空氣儲能的10-40倍，可以在較小的容器中儲存更多的能量。傳統壓縮空氣儲能建設需要具備洞穴、鹽礦等大容量?jì)Υ婵臻g，液態(tài)空氣儲能擺脫了地理條件的限制條件，也無(wú)需使用大量高壓容器，選址更靈活。

液態(tài)空氣儲能技術(shù)具有大容量、能量密度大、長(cháng)壽命、低成本、不受地理條件限制等優(yōu)勢。此外，系統在運行過(guò)程中產(chǎn)生了大量的冷能和熱能，可以實(shí)現多能源互補和多能源協(xié)同供給。適配可再生能源消納、電網(wǎng)調峰、備用黑啟動(dòng)、分布式電力微網(wǎng)、綜合能源服務(wù)等多領(lǐng)域應用場(chǎng)景。

圖源：中國綠發(fā)

液態(tài)空氣儲能除了作為大規模中長(cháng)時(shí)儲能應用在電源側、電網(wǎng)側，還可用于冷熱電三聯(lián)供。在鋼鐵廠(chǎng)、化工廠(chǎng)等工商業(yè)場(chǎng)景，液態(tài)空氣儲能也是較為理想的高效能源利用解決方案。大規模液態(tài)空氣儲能系統效率在60%左右，若是冷熱電三聯(lián)供，其效率可以達到75%-85%。

液態(tài)空氣儲能關(guān)鍵設備，如壓縮機、低溫膨脹機、液體泵、膨脹發(fā)電機等國產(chǎn)設備已較為成熟，產(chǎn)業(yè)鏈成熟。首臺(套)項目成本預計較高，規?；茝V應用后價(jià)格還會(huì )下行，此外系統集成、不同應用場(chǎng)景等因素也存在一定的降本空間。整體來(lái)看，液態(tài)空氣儲能度電成本和壓縮空氣、抽水蓄能處于同一價(jià)格區間。隨著(zhù)儲能系統容量增大，造價(jià)將趨于下降，8小時(shí)儲能系統功率達到100MW時(shí)，單位造價(jià)相比10MW預測可下降46%。

新型電力系統對儲能功率、時(shí)長(cháng)、響應時(shí)間等呈現多樣化的需求，各種儲能技術(shù)路線(xiàn)兼收并蓄是大勢所趨。

從技術(shù)路線(xiàn)定位來(lái)看，液態(tài)空氣儲能與抽水蓄能、壓縮空氣儲能、液流電池等定位中長(cháng)時(shí)儲能，存儲時(shí)間在幾小時(shí)到幾個(gè)月，具有中高功率、中高容量和中等響應速度等特點(diǎn)，典型運行場(chǎng)景是每天一充一放。

新型儲能中長(cháng)期發(fā)展方向，仍是多元技術(shù)與電力系統協(xié)同運行，充分發(fā)揮儲電、儲熱、儲氣、儲冷、儲氫優(yōu)勢，實(shí)現多種類(lèi)儲能技術(shù)的有機結合和優(yōu)化運行，重點(diǎn)解決中遠期新能源出力與電力負荷季節性不匹配導致的跨季平衡調節問(wèn)題。隨著(zhù)電力系統對中長(cháng)時(shí)儲能的需求增加，液態(tài)空氣儲能憑借其大規模、長(cháng)壽命、低成本、選址靈活等優(yōu)勢，講迎來(lái)較廣闊的應用前景。