青海格尔木,一个60MW/600MWh的液态压缩空气储能项目正在建设,这是液态空气储能领域发电功率世界第一、储能规模世界最大的示范项目。
头顶“世界最大”的光环,中国绿发投资集团有限公司这家央企旗下新成立的中绿中科储能技术有限公司开始吸引业界的关注。
作为压缩空气储能技术的更高阶,央企中国绿发的勇敢涉足,激起了业内人士的好奇心:当前的液态空气储能行业还有哪些从业者?
1 民企阵营
▌嘉泰新能
成立于2022年的北京嘉泰新能科技有限公司,其背后的技术提供方是华北电力大学的压缩空气储能技术研发团队,该团队自2012年开始致力于压缩气体储能技术的研究与积累,拥有超过10年的研发经验,参与了多个国家级储能示范项目的建设,是我国最早涉足压缩气体储能技术落地的团队之一。
2023年7月,嘉泰新能“大规模深冷液态空气储能系统技术方案”顺利通过专家评审;2023年11月2日,山东省寿光市就与嘉泰新能在山东省寿光市开发建设500MW/2500MWh深冷液态空气储能项目签署协议。
嘉泰新能方面表示,“该项目的签约建设,标志着嘉泰新能自主研发的深冷液态空气储能技术正式开启商业级应用的新篇章,同时作为世界上最大规模的液态空气储能电站,将极大的推动液态空气储能上下游产业的技术发展和深度融合,是嘉泰新能以及整个压缩空气储能行业的一次革命性突破。”
▌金合能源
金合能源由英国皇家工程院院士、液态压缩空气储能技术发明人丁玉龙创建,如今,合金能源已形成了较为完整的液态空气储能工艺包,多个液态空气储能项目已完成技术方案论证,正在办理接入系统批复等前期手续。
江苏金合能源科技有限公司董事长任爱曾表示,液态压缩空气储能是金合能源应对储电需求进行的技术实践。在传统压缩空气进行储热的基础上,将空气压缩到液态,进一步匹配供电方所需要的长时效、大容量需求。
2 国企阵营
▌中绿中科
作为国内大规模液化压缩空气储能研发团队之一,中科院理化技术研究所于2012年率先展开液态空气储能相关布局,至今已有十余年的研发历程。
2017年中科院理化所团队在廊坊中试基地完成了100kW低温液态空气储能示范平台的建设,取得了良好的实验结果,蓄冷效率达到了90%,系统整体效率可达60%,达到国际领先水平。
2022年4月,中国绿发投资集团有限公司与中科院理化所签署投资协议,双方成立了液态空气储能合资公司和先进储能联合研究中心,致力于实现液态空气储能技术产业化发展,由中科院理化所研究员王俊杰担任首席科学家的中绿中科储能技术有限公司随之诞生。
以中科院理化所液态空气储能技术为依托,中绿中科公司定位于液态空气储能技术解决方案和全过程服务,是集储能核心设备研发与集成、储能电站EPC、投资运营于一体,具有完全自主知识产权的高科技企业,致力于打造成为世界级液态空气储能产业平台。
中绿中科公司目前在建青海60MW/600MWh液态压缩空气储能项目,项目位于青海省海西州格尔木市,该项目采用拥有自主知识产权的深低温梯级蓄冷技术,历经十多年技术研发,拥有百余项发明专利,经过上百次低温工程项目经验的积累,目前已达到工程化应用水平。
▌河北建投
2022年12月,河北建投国融能源服务有限公司申报的液态空气储能科技攻关项目“揭榜”成功,被列为河北省省级科技计划项目。该项目已于2023年12月开工,下一步,公司将在中试项目中验证系统的各种功能,同时启动技术在更多典型场景的应用论证工作,包括与火电耦合、与LNG冷能耦合等场景,力争落地液态空气储能应用示范项目。
河北建投液态空气储能项目由建投储能和石家庄铁道大学联合攻关,整体目标在于打通液态空气储能从理论、模拟、设计到工程实践的全流程,突破冷/热能存储、冷-热-电联供等关键技术瓶颈,并在流程可实现和设备国产化的基础上优化提效,为技术的规模化应用与推广奠定基础。
▌中海油气电集团
2023年11月,中国海油首座27万方全“坐地式”LNG储罐在浙完成承台施工,宁波“绿能港”三期项目正式进入主体施工阶段。该项目建成后年处理LNG规模将达600万吨。
据气电集团公司官网,下一步,宁波“绿能港”将全力以赴实现三期项目如期安全高质建成投用的整体目标,同步统筹规划实施配套的冷能发电、固体燃料电池、液态空气储能等项目,打造成能量梯级利用、低碳环保的清洁能源综合利用服务基地。据悉,气电集团液态空气储能项目技术提供方应为气电集团技术研发中心。
据了解,中海油气电集团为中国海洋石油集团有限公司的全资子公司,负责统一经营和管理中国海油天然气及发电板块业务,在LNG资源统筹、设施布局、核心技术、产业链运作、商务模式等方面具有核心竞争优势,业务范围覆盖LNG资源贸易、LNG接收站、天然气管网、燃气电厂、城市燃气、车船加注、技术研发和应急保障等。
气电集团技术研发中心是中国海油唯一的液化天然气技术研发专门机构,自2008年成立起,历经多年潜心攻关和体系建设,建立了“LNG制储运、电力与新能源、低碳技术开发与利用”为核心的行业领先的技术体系。
3 蓄冷系统对系统效率影响巨大
液态空气储能的核心技术来源主要有4家,分别为:中科院理化研究所、石家庄铁道大学、华北电力大学、中海油气电集团。
但除此之外,据相关信息,西安交通大学、清华大学、厦门大学、北京科技大学、南京工业大学等也有相应的团队在研究液态空气储能技术。
液态空气储能除了能作为大规模中长时储能应用在电源侧、电网侧外,配套至用户侧还能实现错峰储能、降低用电成本、增强用电可靠性、提供供冷供热服务等。
值得注意的是,大规模液态空气储能系统效率在60%左右,若是冷热电三联供,其效率则能够达到75%-85%。
而其中的低温蓄冷技术更是液态空气储能系统的核心,决定着系统能量的转化率。蓄冷系统冷能品质越高,储释冷温差越小,深冷液态空气储能系统的效率越高。
中科院理化所液态空气储能项目产品总监张际义曾公开表示,“从液态空气储能整体系统的效率来看,蓄冷过程起着至关重要的作用。”
4 探索基于LNG冷能的液态空气储能
超低温液态天然气(-162℃)LNG蕴含着大量高品位冷能。数据显示,2022年全国LNG进口量超过6000万吨,携带的冷能约150亿千瓦时,相当于千万级人口城市1年的居民用电量。
中科院理化所研究团队提出将液相工质蓄冷的液态空气储能系统与LNG冷能结合,利用LNG和液相蓄冷工质提供冷量给空气。
石家庄铁道大学储能研究团队学术带头人折晓会亦表示,“目前,河北建投集团正在建设国内最大的液化天然气接收站,如果将该项目冷能回收用于液态空气储能,将能有效提高液态空气储能项目效率。”
若河北建投液态空气储能中试项目验证顺利,依托河北建投LNG项目资源,液态空气储能在液化天然气站接收站段的应用场景有望得到进一步发展。
除河北建投外,中绿中科、金合能源等多家公司也在积极开展LNG冷能利用方面的技术研发与项目试验。
金合能源耦合LNG冷能液空系统使用谷电压缩空气的同时利用储冷子系统与LNG供应产生的余冷液态空气,实现电能存储;释能时液态空气汽化冷能存储在储冷系统中,使用储热系统储存的压缩热对空气进行再热膨胀发电。剩余低品位LNG冷能用于末冷器及分子筛空气冷却等冷量供应,发电效率可超过70%。
目前金合能源已在福建莆田开展相关项目的可研设计工作。
整体来看,液态空气储能因技术难度较高,目前的玩家还相对较少,整体上仍处于研发示范阶段,商业化项目的示范实践才刚刚开始。青海格尔木60MW/600MWh液态压缩空气储能项目如果按计划于今年年底前并网投运,将释放显著的积极信号,极大地推动液态空气储能市场的发展。