儲能是影響未來能源格局的關(guān)鍵技術(shù)，對提高能源利用效率、促進新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展、推動能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型有重要意義。“十二五”以來，國家大力推動節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)，風(fēng)電、光伏等分布式能源發(fā)展迅速，然而分布式能源具有間歇式的特性，而電能是即發(fā)即用保持平衡的，因此，在用電低谷期，大量的分布式能源難以得到有效利用。目前我國風(fēng)電裝機居世界第一，但風(fēng)電年平均利用小時數(shù)尚不足2000 小時。
大規(guī)模儲能技術(shù)是可再生能源普及并有效應(yīng)用的關(guān)鍵所在。但如何大容量、經(jīng)濟、高效地儲存電力，是科學(xué)界至今沒有解決的難題。面對能源的浪費和環(huán)境氣候日益惡劣的嚴峻考驗，推動儲能技術(shù)的發(fā)展迫在眉睫。
2014 年11 月，在國務(wù)院辦公廳印發(fā)的“能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃”中，儲能首次被作為“9 個重點創(chuàng)新領(lǐng)域”和“20 個重點創(chuàng)新方向”之一寫入國家級能源規(guī)劃文件，其戰(zhàn)略地位進一步提升。
早在2012 年10 月，國家電網(wǎng)公司就卓有遠見地將“壓縮空氣儲能發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)及工程實用方案研究”立為公司重大科技項目，由清華大學(xué)、中科院理化技術(shù)研究所及中國電科院共同承擔(dān)。近日，該項目成果“500kW 非補燃壓縮空氣儲能發(fā)電示范系統(tǒng)”首次實現(xiàn)了發(fā)電，成功破解大規(guī)模儲能難題，可以預(yù)見，該技術(shù)的推廣應(yīng)用必將極大地釋放新能源產(chǎn)業(yè)的活力，為我國能源轉(zhuǎn)型、節(jié)能環(huán)保，實現(xiàn)“綠色中國”提供有力的支撐。本刊記者專訪了項目負責(zé)人盧強院士，請他深入解讀該技術(shù)的創(chuàng)新點和發(fā)展前景。
技術(shù)創(chuàng)新：無需燃燒天然氣
《國家電網(wǎng)》：壓縮空氣儲能技術(shù)的發(fā)電原理是怎樣的？目前這項技術(shù)在世界上發(fā)展狀況如何？
盧強：壓縮空氣儲能技術(shù)是將棄光、棄風(fēng)、棄水或低谷電通過多級壓縮機把電能轉(zhuǎn)換為分子勢能存入壓力儲氣裝置，待發(fā)電時通過釋放高壓氣流，射入壓氣透平機帶動發(fā)電機實現(xiàn)發(fā)電。大規(guī)模的壓縮空氣儲能對于聚納廢棄的新能源、削峰填谷、增加旋轉(zhuǎn)備用等方面具有重大意義。目前壓縮空氣儲能技術(shù)分為補燃式、儲熱式和無熱源三種形式，國際上用得較多的是補燃式，如德國與美國。所謂補燃式壓縮空氣儲能乃以燃燒天然氣為主，把存儲的壓縮空氣給燃氣輪機補氧，以求提高其效率，故其本質(zhì)仍然是燃氣輪機，其主要消耗的能源仍是化石能源，即天然氣。首先我國天然氣依賴進口；再者，有燃燒就會產(chǎn)生碳排放，這也是目前補燃式壓縮空氣電站的主要問題所在，故這種儲能方式顯然不符合我國國情。而國家電網(wǎng)公司的這項研發(fā)成果卻達到了真正意義上的零排放，既無二氧化碳又無PM2.5。
《國家電網(wǎng)》：和國外相比，我們的技術(shù)有什么創(chuàng)新之處？
盧強：其主要創(chuàng)新點即無需燃燒天然氣，這一點我在上一個問題中已說過，這里再補充幾點。國家電網(wǎng)公司該項專利技術(shù)，用以做功的“功質(zhì)”是純空氣，且能源是棄風(fēng)、棄光和低谷電，主要是在于“棄電”的利用，其社會經(jīng)濟效率高；再者，該系統(tǒng)在發(fā)電的同時會排出大量的冷氣（約4℃）。它是蔬菜和水果保鮮冷庫所求之不得的，它將極大降低保鮮冷庫相當昂貴的成本；還有，該系統(tǒng)在壓氣機工作中會產(chǎn)生大量熱能，可將冷卻水溫加至80℃，可用熱泵原理加以提高其熱能品質(zhì)，給城市居民和蔬菜大棚供暖。這樣它就成為冷熱電三聯(lián)供的系統(tǒng)，而這正是當今歐美能源部門所大力提倡和熱捧的技術(shù)；另外，國家電網(wǎng)公司的這項成果還有一項創(chuàng)新，就是將部分壓縮熱加以回收再利用，以提高氣輪機入口空氣的溫度，所以這項重大項目所研發(fā)的系統(tǒng) 其“電換電”的效率高于歐美各國。
和國外相比，我們的實際效率更高。比如德國建設(shè)了世界上第一個壓縮空氣儲能電站，它的效率是42%。要注意這個效率是綜合效率，不是電換電的效率，因為它中間加入了天然氣的燃燒，如果按照“電換電”的效率來算，其效率應(yīng)該是在20% 左右。
高效儲存：電換電效率41%
《國家電網(wǎng)》：與國外的壓縮空氣儲能電站相比，該示范系統(tǒng)的高效如何體現(xiàn)？
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