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压缩空气储能技术参数
压缩空气储能技术优缺点
随着储能需求的不断增长,压缩空气储能作为储能量级唯一可与抽水蓄能相媲美的大规模储能,技术正越来越受到青睐。其优点如下:
• 快速启动时间(<15分钟)
• 能量密度和功率密度较高
• 具备黑启动能力
• 日常运营成本低
• 地球表面的地下储存空间小
• 设备的使用寿命长,损耗低
• 压缩空气自放电率低
• 对于绝热压缩空气其系统效率较高(70-75%),且不需要借助传统化石能源加热压缩空气,能够真正做到碳中和。
压缩空气储能技术具有调频(二次和三次调频),电压调节,峰值负载调节,负载平衡,静止储备,黑启动能力,未来应用空间十分广大,且该项技术良好的区域相关性,在我国三北地区有巨大发展潜力,同时可用于海上风电储能(北海盐洞)。
然而,压缩空气储能但同时也受各方面因素约束,如:
• 投资成本高,投资回报长(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),且盐洞成较高
• 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%)
而且这项技术经验不足,目前仅运行两个(较旧的)非绝热压缩空气储能项目; 绝热系统目前还没有示范项目投入运行。考虑到地理因素,洞穴开挖也会对环境造成一定的影响,且洞穴的合适位置数量有限,通常洞穴用作天然气或石油储存,更具有经济效益。最后,分散存储系统的竞争日益激烈,在小规模储能容量下,这项技术的竞争力暂时不足以与其他技术相媲美。
压缩空气储能案例
Huntorf是德国1978年投入商业运行的电站,目前仍在运行中,是世界上最大容量的压缩空气储能电站。机组的压缩机功率60MW,释能输出功率为290MW,最长额定输出时间为2小时。系统将压缩空气存储在地下600m的废弃矿洞中,矿洞总容积达3.1×105m3,压缩空气的压力最高可达10MPa。机组可连续充气8h,连续发电2h。该电站在1979年至1991年期间共启动并网5000多次,平均启动可靠性97.6%。电站采用天然气补燃方案,实际运行效率约为42%,扣除补燃后的实际效率为19%。
美国Alabama州的McIntosh压缩空气储能电站1991年投入商业运行,是世界上第二座投入运营的商业压缩空气储能电站。该系统压缩机组功率为50MW,发电功率为110MW。储气洞穴在地下450m,总容积为5.6×105m3,压缩空气储气压力为7.5MPa。可以实现连续41h空气压缩和26h发电,机组从启动到满负荷约需9min。该电站由Alabama州电力公司的能源控制中心进行远距离自动控制。与Huntorf类似的是,仍然采用天然气补燃,实际运行效率约为54%,扣除补燃后的实际效率20%。
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