文档介绍：深冷液化空气储能技术
及智研院相关工作
一、储能需求及深冷液化空气储能技术
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汇报提纲
二、智研院相关工作
三、小结
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冀北电网储能需求分析
冀北电网新能源分布情况
冀北电网内新能源发电呈高速发展趋势。按照河北省可再生能源发展规划,2020年,新能源消费量将占终端能源消费总量的30%;2030年,将达到50%。
调峰约束是影响冀北风电消纳的重要因素。风电呈现明显的反调峰特性,约30%的风电弃风是由于调峰约束所致。
冀北电网风电反调峰日曲线图
大规模能量型储能技术是提升电网调峰能力,缓解冀北电网弃风限电的重要手段。
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多种储能技术性能对比分析
储能方式
储能密度
Wh/L
效率 %
规模 MW
寿命 年
安全性
建设投资
元/kWh
抽水蓄能
-
70%-85%
100-1000
40-60
高
200-1000
压缩空气
~6
60-120(液化)
40%~70%
1-300
20-40
高
300-2000
铅蓄电池
30-100
70%~75%
1
3—5
较好
1000-2000
锂离子电池
100-200
80%~86%
-20
8—10
较好
2000-5000
液流电池
20-70
70%~80%
-10
8—10
较好
5000-8000
钠硫电池
150-300
75%~85%
-30
8—10
一般
1500-3000
抽水蓄能和压缩空气储能是满足大规模调峰的能量型储能技术。抽水蓄能受限于地理条件和水资源的约束;压缩空气储能技术正向高效、低成本、无地理条件限制的方向发展。
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传统
燃料补燃提升透平机入口空气温度和压力,提升系统效率
德国Huntorf电站,290MW×2h
美国McIntosh电站,110M×26h
先进绝热
储热技术回收压缩余热取代补燃,保证系统效率
在建德国Adele电站,90MW×4h
中国芜湖500KW× 1h 小型样机
深冷液化
将空气液化并储存,同时回收压缩余热和膨胀余冷,提升系统效率
英国Slough电站,350KW×7h
在建Manchester电站5MW×3h
× 1h试验样机
压缩空气技术路线比较
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传统
先进绝热
深冷液化
功率MW
100~800
1~800
10~300
能量密度 Wh/L
~
3~6
60~120
设计效率%
40~54
50~70
50~70
存储方式
洞穴
小规模高压储罐 大规模洞穴
低压储罐式
存储压力 MPa
7~10
3~30
~1
(液态空气)
安全性
差
差
好
占地 m2/MW
1200~5200
600~1300
140~300
地理条件限制
有
有
无
成本 RMB/kW
4000~6000
12000~18000
4200~9100
12000 (10MW)
4200~8000(>50MW)
深冷液化空气储能技术,空气以低压、低温、液态存储,能量密度高;低压罐体,安全性好,且不受地理位置限制;预期效率50%~70%,具有很好的应用前景。
深冷液化空气储能技术优势
压缩
净化
深冷存储系统
储热系统
制冷
液态空气存储
汽化
膨胀
电能输出
电能
输入
空气
入口
空气
出口
充电过程
存储过程
放电过程
深冷液化空气储能技术-技术原理
深冷液化空气储能技术—示范工程
英国伦敦深冷储能示范工程
建于2010年,容量350kW×7h,验证了技术可行性。
英国曼彻斯特深冷储能示范工程
计划2016年投运,容量5MW×3h,设计效率55%。
英国伦敦深冷储能示范工程实景图
一、储能需求及深冷液化空气储能技术
三、小结
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汇报提纲
二、智研院相关工作
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完成子系统设计
空气液化子系统
储热储冷子系统
膨胀发电子系统
× 8h的深冷液化空气储能系统技术方案
完成设备选型
绝热压缩机
换热/冷、储热/冷、汽化器
级间加热的膨胀机
深冷液化空气储能系统--技术方案设计