掃描關(guān)注微信
早期的傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)是不帶儲熱系統(tǒng)的，如上圖所示，在用電低谷，將空氣壓縮并存于儲氣室中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲起來；在用電高峰，高壓空氣從儲氣室釋放，進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)燃燒室同燃?xì)庖黄鹑紵?，然后?qū)動透平發(fā)電。
在傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)中，壓縮過程中的壓縮熱被棄用導(dǎo)致了大部分的能量損失，系統(tǒng)循環(huán)效率較低，只有50%左右。同時(shí)還需要消耗傳統(tǒng)天然氣燃料。為了解決這一問題，蓄熱式的壓縮空氣儲能系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。
理想情況下，空氣在壓縮機(jī)中進(jìn)行絕熱壓縮，會產(chǎn)生大量的壓縮熱，例如，將常溫常壓空氣直接壓縮至5MPa，溫度將達(dá)到650℃左右。若在壓縮過程結(jié)束，100%的壓縮熱被回收利用，系統(tǒng)將達(dá)到最高效率。傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)就放棄了這些壓縮熱。
蓄熱式技術(shù)可回收再利用氣體壓縮過程所產(chǎn)生的壓縮熱，使其在壓縮空氣發(fā)電時(shí)不需再燃燒化石燃料。這種系統(tǒng)的理論系統(tǒng)效率能達(dá)到70%～80%。上述張家口項(xiàng)目的設(shè)計(jì)效率就為70.4%。
在這種系統(tǒng)中，蓄熱裝置是其中的關(guān)鍵核心部件。系統(tǒng)儲能時(shí)，蓄熱裝置蓄積壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮熱；系統(tǒng)釋能時(shí)，蓄熱裝置釋放蓄積的熱量，增加膨脹機(jī)的輸出功率，提高系統(tǒng)的儲能效率。同時(shí)，多余的熱量還可以被用于供熱。
目前，蓄熱式的壓縮空氣儲能項(xiàng)目已經(jīng)成為主流方向，張家口項(xiàng)目并不是首個(gè)采用蓄熱技術(shù)的壓縮空氣儲能項(xiàng)目。如上表所示，國內(nèi)目前已建成、在建的壓縮空氣儲能項(xiàng)目已有多個(gè)，其中大多數(shù)都內(nèi)嵌有儲熱系統(tǒng)。
其中采用的蓄熱介質(zhì)目前多為高溫導(dǎo)熱油，熔鹽作為蓄熱介質(zhì)目前正在研發(fā)示范階段。導(dǎo)熱油的最高工作溫度僅為350℃～400℃，更高的溫度有望實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率，熔鹽則可以實(shí)現(xiàn)550℃的存儲溫度，有望在壓縮空氣儲能系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。
壓縮空氣儲能目前仍處商業(yè)化示范階段，真正走向市場化應(yīng)用后其市場空間或?qū)⒖焖僭鲩L，值得關(guān)注。儲熱技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)企業(yè)，可以對壓縮空氣儲能這一市場作些研究，以尋求一些可能的市場機(jī)會。
之前就有何雅玲院士《科技導(dǎo)報(bào)》2022年第4期，發(fā)表了標(biāo)題為《熱儲能技術(shù)在能源革命中的重要作用》的文章，現(xiàn)有儲熱技術(shù)復(fù)合應(yīng)用于空氣儲能，充分證明了儲熱行業(yè)的重要性，與蓬勃發(fā)展的市場前景！
儲能主要分為儲電、儲熱、儲冷以及其它儲能形式。其中與社會生活緊密相關(guān)的就是儲熱，儲熱是儲能的重要組成部分。儲熱比儲電更重要，因?yàn)閮岬牡统杀咎匦?，更利于推廣普及，因?yàn)閮嵩O(shè)備比儲電設(shè)備具備更好的性價(jià)比，儲熱設(shè)備比儲電設(shè)備的制造成本低、而且運(yùn)營成本也低。
碳中和背景下我國各項(xiàng)政策
有利于儲熱行業(yè)規(guī)?；l(fā)展
隨著可再生能源設(shè)備的逐漸安裝，裝機(jī)發(fā)電量猛增，但真正使用過程中發(fā)現(xiàn)可再生能源不穩(wěn)定，是一種間隙性能源，不能穩(wěn)定的加入電網(wǎng)，致使很多地方出現(xiàn)了棄風(fēng)棄光的浪費(fèi)能源現(xiàn)象?？稍偕茉幢仨毰浜蟽δ懿趴梢杂行Ю茫鴥δ苤饕譃閮﹄姾蛢醿煞N。儲電需要很多有色金屬，造價(jià)昂貴。而儲熱的材料很多，可以任意選擇，天帥智能科技研發(fā)的相變儲熱材料儲熱密度高，可以直接轉(zhuǎn)換到供暖終端，提高熱轉(zhuǎn)換效率，因?yàn)槟茉丛谙M(fèi)使用終端75%還是通過熱能來實(shí)現(xiàn)的?，F(xiàn)在人們普能只重視電池等儲電技術(shù)的使用，卻忽視了儲熱才是低成本、高效率的儲能方式。
2021年7月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局日前發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》。意見指出“堅(jiān)持儲能技術(shù)多元化”：以需求為導(dǎo)向，探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。值得一提的是，在4月21日國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)上述文件的征求意見稿中，儲熱技術(shù)并未被明確提及。這在當(dāng)時(shí)引發(fā)了儲熱行業(yè)的廣泛關(guān)注與討論，多位行業(yè)專家聯(lián)合呼吁在該文件中增加儲熱發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。此次正式文件將儲熱作為儲能產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的內(nèi)容，儲熱產(chǎn)業(yè)未來建設(shè)迎來了一個(gè)更好的開端。
儲熱供暖應(yīng)用場景及價(jià)值所在
優(yōu)秀公司的儲熱清潔供暖努力
在儲電熱度極高的情況下，仍然有公司在堅(jiān)持前行。天帥智能科技股份有限公司投入科研力量多年研發(fā)，推出了天帥智能相變儲能供暖系統(tǒng)，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，為居民提供低成本清潔供暖，為國家電網(wǎng)削峰填谷，為可再生新能源解決無法即時(shí)消納而造成的棄風(fēng)棄光難題。
天帥智能科技股份有限公司相變儲熱技術(shù)研發(fā)方向已經(jīng)覆蓋水儲熱、相變儲熱、熔鹽儲熱等多種儲熱技術(shù)路徑，依托其高性能的儲能蓄熱技術(shù)，公司清潔供暖項(xiàng)目覆蓋：大型樓宇儲能供熱、城鎮(zhèn)小區(qū)儲能供熱、工業(yè)園區(qū)儲能供熱、清潔燃煤供熱機(jī)組儲能供熱、大型可再生能源基地儲能供熱等多種類型。
儲熱行業(yè)市場規(guī)模萬億級別
行業(yè)空間廣闊發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
儲熱的價(jià)值巨大，在清潔供暖領(lǐng)域，儲熱技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用：在居民供暖中實(shí)際效果與運(yùn)行成本在眾多供暖技術(shù)路線中占據(jù)優(yōu)勢；在工業(yè)用熱領(lǐng)域，在峰谷電價(jià)等配套政策較好的地方，儲熱電鍋爐應(yīng)用于工業(yè)蒸汽領(lǐng)域，成本已經(jīng)可以與燃?xì)庀喈?dāng)；在高溫發(fā)電領(lǐng)域，多個(gè)配套長時(shí)間低成本熔鹽儲熱技術(shù)的光熱發(fā)電項(xiàng)目已投入運(yùn)行；在火電靈活性改造方面，兩批國家試點(diǎn)項(xiàng)目中有一半以上采用了儲熱相關(guān)技術(shù)路線；在源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)綜合能源服務(wù)項(xiàng)目開發(fā)中，儲熱更是不可或缺。
原標(biāo)題：儲熱技術(shù)低成本、高效率又一例證——復(fù)合應(yīng)用于空氣儲能
寧德時(shí)代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...