先进压缩空气储能技术.pdf

1、清华大学汇报提纲研究背景与研究内容研究背景与研究内容12345工程实践总体思路关键技术研究背景应用前景2/27 我国能源电力现状与挑战1.研究背景 可再生能源消纳 近年来，我国新能源发展迅速，但由于风、光出力的波动性，导致弃风、弃光 电网峰谷差调节 随着新能源占比的扩大和用电负荷的攀升，电网峰谷差不断加大，部分电网峰谷差已达30%，电网调节能力严重不足有序的电能“储-释”，有助于移峰填谷、平抑波动先进的储能技术是解决弃风弃光、实现削峰填谷最有效最经济的手段之一3/27新型储能技术的政策鼓励和引导1.研究背景可再生能源“十二五”规划（2012年8月国家能源局）着力突破节能、低碳、储能、智能等关键

2、技术，加快科技创新能力建设关于促进储能产业与技术发展的指导意见（2017年10月五部委）针对不同应用场景和需求，开发分别适用于长时间大容量、短时间大容量、分布式以及高功率等模式应用的储能技术装备，重点包括压缩空气储能等“十四五”规划和2035年远景目标纲要（2021年3月两会）在氢能与储能等前沿科技和产业变革领域组织实施未来产业孵化与加速计划，提出实施电化学储能、压缩空气储能、飞轮储能等储能示范项目关于加快推动新型储能发展的指导意见（2021年7月发改委/能源局）2025年实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，装机规模达3000万千瓦以上关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知（

3、2022年6月发改委/能源局）从明确身份、电价、交易及调度机制等方面对新型储能参与电力市场与调度运营做出规定4/27 压缩空气储能发展历史及主要技术路线1.研究背景5/27 补燃式压缩空气储能1.研究背景利用天然气补燃加热压缩空气，进而驱动燃气轮机发电，效率低，排放高上世纪世界上两座商业运行的电站(德国Huntorf电站和美国McIntosh电站)均为补燃式6/27 补燃式压缩空气储能1.研究背景储气方式：地下盐穴装机容量：290MW储气体积：31万m31978年至今共运行超过40年 充气时间：8小时 发电时长：2小时 系统效率：42%（含天然气补燃）19%（去除天然气补燃）每次发电消耗天然气

4、：10万立方米 德国：1978年，建成了世界上第一个商业性的压缩空气储能电站Huntorf7/27 补燃式压缩空气储能1.研究背景 储气方式：地下盐穴 储气体积：50万m3 发电容量：110MW 1991年至今，运行超过30年 压缩时间：41小时 发电时间：26小时 系统效率：55%（含天然气补燃）20%（去除天然气补燃）每次发电消耗天然气：35万立方米 美国：1991年，建成了世界上第二个商业性的压缩空气储能电站McIntosh8/27 绝热压缩空气储能1.研究背景工作原理：将空气压缩过程产生的热量存储起来，释能过程中用于加热压缩空气，驱动透平膨胀机发电；主要由压缩子系统、高压储气子系统、蓄

5、热回热子系统以及透平发电子系统等组成根据储热温度的不同，绝热压缩空气储能又可分为高温（400）、中温（200400）、低温（200）等不同的技术路线9/27 绝热压缩空气储能德国ADELE电站(高温蓄热路线)1.研究背景利用绝热压缩，将空气压缩至高温高压，回收利用高温压缩热设计储能容量：360MWh设计输出功率：90MW系统理论效率：70%高温压缩、高温储热，技术难度大10/27 绝热压缩空气储能中科院工热所（低温绝热路线）1.研究背景贵州毕节10MW压缩空气储能(管线钢储气)山东肥城10MW压缩空气储能（盐穴储气）张北100MW压缩空气储能（管线钢+地下储气）采用中科院工热所压缩空气储能技术

6、多级压缩、多级膨胀，低温绝热压缩空气储能采用水作为储热工质，储热温度120150 11/27 等温压缩空气储能1.研究背景工作原理：压缩过程中实时分离压缩热能和压力势能，使压缩空气不发生较大的温升；在膨胀过程中，实时将存储的压缩热能回馈给压缩空气，使压缩空气不发生较大的温降技术特点：结构简单、运行参数低，但其装机功率较小，储能效率较低，难以实现代表项目：美国SustainX和General Compression两家公司分别提出并搭建了1.5 MW和2 MW的试验示范系统，但并未公布实际运行试验结果12/27 深冷液化空气储能1.研究背景工作原理在绝热压缩空气储能基础上引入蓄冷装置，将高压空气