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液氮作為一種新能源介質(zhì)，可以用于發(fā)電、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)、數(shù)據(jù)中心散熱、化石燃料降碳、超導(dǎo)輸電等領(lǐng)域，從而形成一個(gè)節(jié)能—儲(chǔ)能—產(chǎn)能—輸能的一體化生態(tài)。

中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所研究員徐應(yīng)強(qiáng)表示，液氮生態(tài)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不受地理?xiàng)l件限制的儲(chǔ)能，助力儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，為構(gòu)建我國(guó)液氮新能源體系提供了一種全新的思路，對(duì)全面構(gòu)建我國(guó)現(xiàn)代能源體系有著重要意義。

低溫液氮儲(chǔ)能發(fā)電原理如下：首先，利用可再生的風(fēng)能和太陽(yáng)能將空氣降溫至零下196攝氏度，使氮?dú)鈱?shí)現(xiàn)液化，并將其以液體的形式存儲(chǔ)在深冷罐體中；然后，將液氮汽化，恢復(fù)氣體形態(tài)，利用此過(guò)程中釋放的能量驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定電能；最后，產(chǎn)生的電能可以通過(guò)液氮超導(dǎo)輸電線(xiàn)向外輸運(yùn)，進(jìn)一步降低電能損耗。像電池廠(chǎng)一樣，每個(gè)液氮發(fā)電系統(tǒng)由“充電站”“存儲(chǔ)”和“放電站”組成，并且，液氮儲(chǔ)能中每個(gè)部分都可以獨(dú)立設(shè)置。

整體來(lái)看，液氮儲(chǔ)能這條技術(shù)路線(xiàn)，技術(shù)可行、成本可控，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降碳，同時(shí)可帶動(dòng)半導(dǎo)體、汽車(chē)等一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，發(fā)展低溫液氮超算芯片，可解決我國(guó)超算能耗、算力和芯片問(wèn)題；低溫液氮可實(shí)現(xiàn)節(jié)能—儲(chǔ)能—產(chǎn)能—輸能的一體化生態(tài)，有助于我國(guó)構(gòu)建現(xiàn)代能源體系。應(yīng)依托此優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和優(yōu)化。

在“三北”地區(qū)，我國(guó)正在有序推進(jìn)大型風(fēng)電光伏基地項(xiàng)目建設(shè)，積極推進(jìn)黃河上游、新疆、冀北等多能互補(bǔ)清潔能源基地建設(shè)。徐應(yīng)強(qiáng)認(rèn)為，可以考慮通過(guò)與液氮儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，降低棄風(fēng)棄光率，增加清潔能源的使用率，推動(dòng)液氮發(fā)電與風(fēng)電、光伏發(fā)電融合發(fā)展、聯(lián)合運(yùn)行。同時(shí)，加快發(fā)展液氮儲(chǔ)能發(fā)電循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，推進(jìn)煤炭、鋼鐵、冶金和化工等企業(yè)形成液氮工業(yè)園區(qū)。在全國(guó)范圍內(nèi)篩選出符合條件的鋼鐵、煤炭等企業(yè)，通過(guò)示范作用，逐步向全國(guó)推廣。

徐應(yīng)強(qiáng)建議，適度超前部署液氮儲(chǔ)能項(xiàng)目，力爭(zhēng)在液氮儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，推動(dòng)液氮儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和示范應(yīng)用。加強(qiáng)低溫液氮超導(dǎo)輸電線(xiàn)技術(shù)研究，加快推廣應(yīng)用超導(dǎo)輸電。依托我國(guó)能源市場(chǎng)空間大、工程實(shí)踐機(jī)會(huì)多等優(yōu)勢(shì)，綜合利用煤電、風(fēng)電、光伏和液氮電力等關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域成果，建設(shè)一批創(chuàng)新示范工程。

徐應(yīng)強(qiáng)表示，以液氮儲(chǔ)能為紐帶，可以串聯(lián)起各種儲(chǔ)能技術(shù)，打通各種技術(shù)間壁壘，建議推進(jìn)在液氮儲(chǔ)能、光伏光電、風(fēng)電、生物能等領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能與其他學(xué)科領(lǐng)域的交叉互補(bǔ)，彌補(bǔ)相關(guān)行業(yè)的不足。同時(shí)，抓緊開(kāi)展可應(yīng)用于能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)攻關(guān)，如液氮數(shù)據(jù)中心、低溫電路技術(shù)、CMOS量子退火技術(shù)、能源互聯(lián)、大規(guī)模儲(chǔ)能等。

原標(biāo)題： 中科院研究員徐應(yīng)強(qiáng)： 發(fā)展液氮儲(chǔ)能技術(shù) 構(gòu)建現(xiàn)代能源體系