地下空气储能:你所不知道的地下大电池——压缩空气储能

2024-05-20 17:20

#1

导语

       2021年有一段时间限电限产,甚至东北出现了限制居民用电的情况,这也就吸引了大家的目光,一时间议论纷纷。如今形势明朗,限电限产的直接原因是煤价过高,火电发电的积极性受挫。另外,我国承诺“碳中和,碳达峰”,实施能耗双控,以限电限产作为这个长期战略的起步点。

      我们大多数对电力来源都有所了解,火电,水电,风电等等。在用电低峰期,就会有多余生产的电力,这些电力生产出来以后储存在哪里呢?

      今天我就为大家介绍一种地下储电技术——压缩空气储能技术。

#2

概述

       压缩空气储能技术和抽水蓄能被公认为两种适合大规模电力储能(100MW级)的技术,其中压缩空气储能技术(Compressed-Air Energy Storage,CAES )被认为是目前最具发展潜力的大规模电力储能技术。

#3

原理

      压缩空气储能是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞或过期油气井。

      新建储气井中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。通俗来说就是在用电低谷时,将空气压缩储存于储气室中,将电能转化为空气能存储起来;在用电高峰时释放高压空气,带动发电机发电。整个发电过程对大气无污染,为绿色环保能源发电项目。因此作为一种新型的储能技术。

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#4

盐岩穴

      压缩空气储能对储存环境有着高的要求,存储冷却后的空气,若采用洞穴存储,则需要满足耐压程度较高、密封性较好的地质条件。

      根据目前的研究,满足条件的有地下盐穴、废弃的油田矿坑以及人造洞室。废弃油田矿坑目前研究理论不成熟,暂时难以大量普及应用;人造洞室则工程造价过高,在有进一步的技术突破以前,也是暂时不做考虑。目前大量应用的即是地下盐穴,为什么会选择地下盐穴?

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1

盐岩比较致密,渗透率低,可以满足压缩空气的密封性要求。

2

盐岩的抗压强度较高,可以承受压缩空气的高压强。

3

盐岩具有自愈性,当盐岩受外力产生裂隙,随时间盐岩会自愈恢复成致密气密的状态。

4

盐岩强度高,但溶水性强,在开挖洞室时,可以采用水溶造腔的方式,方便经济。

#5

优缺点

优点

• 快速启动时间(<15分钟)

• 能量密度和功率密度较高

• 日常运营成本低

• 地球表面的地上储存空间小

• 设备的使用寿命长,损耗低

缺点

• 投资成本高,回报长(投资回报> 25年)

• 建成系统,必须满足某些地质条件(压力密封洞穴),且盐岩洞成本较高

• 对于绝热系统,蓄热器自放电率高

• 对于非绝热系统效率又比较低(<55%)

#6

结语

      2021年8月31日,江苏金坛盐穴压缩空气储能国家示范工程送电成功。项目初步设计静态投资4.3亿元,一期工程发电装机容量6万千瓦,储能容量30万千瓦时,预计年发电量约1亿千瓦时。

      也许有人会提出疑问,现在电都不够用了,怎么可能会花大力气去储存电力。首先,电厂产出的电并不是第一时间就投入使用,总要有类似水库一样的储能设施,保持供电用电平衡。另外,从国家层面上来说,国家需要一定的电力储备来应对各种未知的风险。

The End


本文来源:东南岩土

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