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壓縮二氧化碳儲能引發關注

發表時間:2023-08-28 13:34


  2022年6月,一家名為Energy Dome的公司在意大利撒丁島建設了世界上**個二氧化碳儲能項目,規模為2.5MW/4MWh。
  今年8月,中國首個二氧化碳儲能驗證項目投運,該項目由東方電氣集團東方汽輪機有限公司、百穰新能源科技(深圳)有限公司、西安交通大學能源與動力工程學院共同打造。
  “世界**”和“國內**”,二氧化碳儲能在今年正式進入行業視野,這也讓不少人對二氧化碳儲能技術充滿了好奇,全球氣候變暖的元兇二氧化碳也可以用來儲能嗎?
  世界**個二氧化碳儲能系統
  世界上**個二氧化碳儲能系統是由意大利初創公司Energy Dome建立的,于2020年2月開始進行二氧化碳儲能初始階段的運行測試,僅用了兩年多的時間就從概念發展到了多兆瓦級的全面測試。
壓縮二氧化碳儲能引發關注
  Energy Dome于2019年創立,在2020年12月獲得Third Derivative種子輪投資,并于2021年12月進行了1100萬美元的A輪融資。該公司已經計劃在2023年底前完成一個20MW/200MWh的大規模長時儲能系統。
  •   ·Energy Dome的二氧化碳儲能運行原理

  在充電過程中,二氧化碳氣體被儲存在一個密封的穹頂中,通過使用多余的電力將其壓縮成液體,此壓縮過程中產生的熱量也會被捕獲并儲存起來供以后再次使用。
  在放電過程中,儲存的熱量被用來再次蒸發液態二氧化碳,此時二氧化碳就會升溫、蒸發和膨脹,轉動渦輪機并發電。
  •   ·Energy Dome二氧化碳儲能的特點

  和空氣相比,二氧化碳允許高密度能量存儲,因為它是為數不多的可以在正常環境溫度和壓力下冷凝并儲存為液體的氣體之一。除此之外,Energy Dome的二氧化碳儲能還有以下特點:
  1)低成本。該儲能系統使用的所有材料都是常見的,并且很容易獲得。Energy Dome表示,其二氧化碳儲能系統將在未來幾年實現50-60美元/兆瓦時(340~410元/兆瓦時)的度電成本,這將比鋰離子電池低兩倍多。
  2)效率高。Energy Dome的首席執行官Claudio Spadacini在接受采訪時表示,其二氧化碳儲能系統效率為75-80%。
  3)可持續性。該系統所采用的組件和設計確保了長壽命、可回收,壽命預計約為30年。同時,此系統是完全封閉的,閉環系統不會產生排放,二氧化碳儲能是完全可持續和完全可回收的。
  4)模塊化系統。二氧化碳儲能系統將是模塊化的,可以根據需要擴展到任何尺寸。液態二氧化碳容器、壓縮機、渦輪機均有不同尺寸,使用者可以根據需要,以最合適的充電或放電率來優化設計。
壓縮二氧化碳儲能引發關注
  國內**個二氧化碳儲能驗證項目
  2021年10月,東方電氣集團東方汽輪機有限公司、百穰新能源科技(深圳)有限公司和西安交通大學能源與動力工程學院共同舉行國內首個“新型二氧化碳儲能驗證項目”的開工儀式,標志著我國這一儲能技術邁開了真正工程化應用的步伐。
  該項目于去年8月正式投運。
  主要技術提供方的百穰新能源成立于2021年,是一家新型儲能科技公司,主營壓縮二氧化碳儲能系統和設備的研發、集成、銷售和運營。擁有低壓氣倉和系統設計等核心技術。該公司于去年8月底完成近億元的A輪融資。
  •   ·百穰二氧化碳儲能技術原理

  百穰二氧化碳儲能是一種氣液互轉、兩態協同儲能技術。
  充電時用低谷電力驅動壓縮機將常溫常壓二氧化碳氣體壓縮至液態,并將液化后的二氧化碳儲存在高壓裝置中;收集壓縮二氧化碳過程中產生的熱能,并儲存在儲熱裝置中;
  放電時利用低品位熱量將液態二氧化碳氣化,通過儲存的熱量促進二氧化碳膨脹,驅動透平旋轉發電。
壓縮二氧化碳儲能引發關注
  •   ·百穰二氧化碳儲能技術特點

  百穰長時大容量二氧化碳儲能系統,具有“高效率、低成本、高安全、無污染、長壽命、智能化”等多項優勢;系統具備獨特的余熱利用能力,能夠挖掘中國工業余熱的巨大潛在價值;系統具有極好的普適性,可在各種地理環境和氣候條件下使用。
  低成本。二氧化碳儲能建設成本顯著低于抽水蓄能,度電成本最低可達0.2元/度;
  高效率。該系統電到電設計效率高達82%,系統實際效率也能達到60%以上,并且在逐步提升;
  無地域限制。二氧化碳儲能系統的建設對地理環境和氣候條件沒有特殊要求,適合全球部署;
  大容量。其儲能時長多達16+小時,釋能功率可達GW級;
  長壽命,無衰減。該儲能系統壽命長達30年,設計使用期內循環次數超過10000次,可做到效率無衰減、容量無衰減;
  安全無污染,易升級改造。循環工質采用二氧化碳,無燃爆風險,無污染殘留。其充電功率和時長均可平滑擴容,升級改造成本低。
壓縮二氧化碳儲能引發關注
  位于東方汽輪機廠區內的這個新型二氧化碳儲能驗證項目占地18000m2,約為兩個半足球場大小,儲能規模10MW/20MWh,能在2小時內存滿2萬度電,是全球單機功率**,儲能容量**的二氧化碳儲能項目。
  除了上述公司外,一些新的企業正在進入二氧化碳儲能領域。
  成立于2022年初的北京嘉泰新能科技有限公司已經完成數千萬元的天使輪融資。該公司致力于壓縮氣體儲能技術的研究與積累,參與了多個***儲能示范項目的建設,是中國最早涉足壓縮氣體儲能技術落地的團隊之一。
  在壓縮空氣儲能方面,嘉泰的方案是基于天然洞穴和人工洞穴設計;壓縮二氧化碳儲能技術則可以利用儲氣罐或儲液罐,具有系統體積、占地面積相對較小,可更加靈活地進行部署的優勢。目前,嘉泰新能技術團隊正在進行十兆瓦級的壓縮二氧化碳儲能系統設計工作。
  二氧化碳儲能在經濟性上有著顯著優勢,安全性上不存在燃燒爆炸等風險,在存儲時長方面,也可以輕松實現24小時長時間存儲,適用于未來大規模長時儲能的市場需求。
  目前,壓縮空氣儲能技術已經開始步入商業化,陸續有百兆瓦級別的大型項目投建,作為一種和壓縮空氣儲能技術原理類似的新型儲能技術,二氧化碳儲能的發展才剛剛開始,這是一種更具前景的儲能技術嗎?時間將最終給出準確的答案。


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