自动控制和电力系统动态学专家、清华大学教授、中国科学院院士卢强:
发展多元技术的储能系统
在清洁电源大规模开发的基础上,还需要解决绿色能源利用率低下的问题。目前,我国无论是风电还是光伏,利用效率都低于欧洲,为了支撑新能源发电,一些超超临界燃煤机组不得不在后夜压低出力至额定值的40%运行,这不仅对机组损耗极大,且显著降低运行效率。原本1千瓦时/278克标煤的超超临界机组低谷时“压火”至1千瓦时/388克甚至1千瓦时/400克,既不经济,也不高效。
卢强认为,节约的能源是最有绿色价值的能源。大规模配置集中式或分布式储能设施,是提升风光和小水电利用效率的唯一途径,这样的绿色能源储存库要在全国“遍地开花”。其中无燃压缩空气储能便是促进能源高效利用的一项优选方案。无燃压缩空气储能系统将废弃电及低谷电通过压缩机把电能转换为空气分子内势能存入压力储气空间,待发电时通过释放高压气流喷射入涡轮机以带动发电机发电。大规模的压缩空气储能不仅可聚纳废弃的新能源,为大电网削峰填谷,而且对调相和增加旋转备用等皆具有重大意义。由国网和清华联合研建的世界首台无补燃500千伏压缩空气储能示范工程在安徽已成功运行4年之久。
目前,由清华大学、中盐金坛公司、中国华能集团和中科院理化所共建的的“盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目”将于2021年7月投入运营。
卢强介绍,“盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目”落址于江苏省常州市金坛区,以地下盐穴为储气空间,项目采用具有自主知识产权的无燃压缩空气储能技术,第一期建设储能容量为60兆瓦。该系统的电-电效率可达到60%,算上热、冷的总效率达80%。该系统不仅发电,且具有热、冷和电磁能“四联供”的功能;零排放,长寿命(40年以上)且无回收污染之忧。该项目计划还将在金坛地区分期建设装机容量达到百万千瓦级的压缩空气储能电站群。
卢强表示,未来,我国应大力兴建零排放多能联供的压缩空气储能系统,风电以4:1,光电以6:1配置。但压缩空气储能要在全国大规模建设,需要足够的储气室,这一条件是否能够具备?卢强表示,用以储气的空间除盐穴外,还有大容积的废弃煤矿巷道可用,成本低廉。如大同市利用废弃煤矿巷道,亦将大规模兴建该储能电站,以支持传统能源大省的能源转型。
目前,我国储能商业化道路亟需市场环境和价格机制的支持。卢强认为,国家发改委、能源局应制定更合理的电价政策,使废弃电、低谷电和高峰电价各得其所,一套合理的价格机制足以引发市场需求和资本热情。
储能是影响未来能源格局的关键技术,多种储能技术需优化并进,结合不同的技术特点在相应的应用场景中各自发挥所长。卢强表示,电化学储能可移动,在交通系统中必不可缺,尤其是景区,应以电化学储能全面取代柴油机发电,还自然山水以清洁面貌。电化学储能应在以下四方面加大研发力度:一是需研究将磷酸铁锂转为磷酸锂电池以减轻其比重;二是在保持高效的同时降低对储存温度的苛刻要求;三是在快充条件下延长其寿命;四是完美解决其后处理问题。
卢强院士描述下的绿色能源体系,是对现有能源体系彻底的“改头换面”,这样的美好愿景要落地成形似乎还有较长的道路要走,但他认为,所谓革命,就是在批判旧世界的基础上,建立一个新世界,能源革命,亦要有如此勇气与魄力,才能将理想付诸现实。
原标题:清华大学教授卢强:建议风电以4:1,光电以6:1配置储能!