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電力生產(chǎn)和輸出基本是穩(wěn)定的，但電力的需求卻總是在峰谷間轉(zhuǎn)換。能不能制造這樣一個大冰箱，用冷凍的方式存儲多余的電能，延長保鮮期，等需要的時候再拿出來使用。 答案是：能！這就是液態(tài)空氣儲能技術(shù)。 液態(tài)空氣儲能是一種新型大規(guī)模長時儲能技術(shù)，能夠?qū)㈦娋W(wǎng)無法直接消納的無形的電能，轉(zhuǎn)化為有形的具有高能量密度的液態(tài)空氣存儲。 那么，冷凍電能需要幾步呢？兩步。 第一步，充電。在電力“太滿”時，通過消耗電能對空氣進(jìn)行凈化、壓縮、冷卻和液化，隨后將-196℃的液態(tài)空氣存儲在儲罐中。在此過程中釋放的多余熱能也不能浪費(fèi)，儲存在專門的儲熱裝置中，以備在釋能時使用。第二步，放電。當(dāng)電力“不足”時，將存儲的液態(tài)空氣釋放出來，經(jīng)過加壓和升溫使其氣化，再用這些氣化的空氣驅(qū)動膨脹機(jī)發(fā)電，之后并入電網(wǎng)。在此過程中液態(tài)空氣的冷能也不浪費(fèi)，儲存在專門的儲冷裝置中，以備在下次充電時液化空氣用。 相對于其他大規(guī)模長時儲能技術(shù)，液態(tài)空氣儲能技術(shù)具有不受地理條件限制和常壓儲存的突出優(yōu)勢，是易于實現(xiàn)多能互補(bǔ)聯(lián)供、應(yīng)用場景靈活多元的前沿儲能技術(shù)之一。 總的說來，液態(tài)空氣儲能技術(shù)有五大優(yōu)勢：一是高儲能密度——占地面積小，滿足長時、大規(guī)模儲能需求；二是低碳環(huán)保——運(yùn)行工質(zhì)為空氣，運(yùn)行過程無二氧化碳及污染物排放，生命周期碳排放低；三是高可靠性——設(shè)備壽命長，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，運(yùn)行維護(hù)成本低；四是部署靈活——不受地理條件限制，可結(jié)合風(fēng)電、光伏、液化天然氣等多種能源形式，并具備多能聯(lián)供能力等；五是高安全性——常壓儲存，避免高壓氣體儲能帶來的安全問題。 如今，液態(tài)空氣儲能技術(shù)正展現(xiàn)出重要的戰(zhàn)略意義和廣闊的應(yīng)用前景。 在電源側(cè)，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)能有力破解當(dāng)前制約我國可再生新能源發(fā)展的棄風(fēng)棄光問題，并能實現(xiàn)火電的靈活存儲和釋放，大幅提高火電的深度調(diào)峰能力。在電網(wǎng)側(cè)，可實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)的能量管理優(yōu)化，具備削峰填谷、熱備用、電能質(zhì)量治理等功能，能在一定程度上緩解限電狀況，提高系統(tǒng)效率和輸配電設(shè)備的利用率。在負(fù)荷側(cè)，液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)可靈活耦合不同形式余熱/冷資源，同時穩(wěn)定輸出冷、熱、電及工業(yè)用氣等多種形式能源，提升能源綜合利用效率。 近年來，英國、美國等發(fā)達(dá)國家的研究團(tuán)隊在這一領(lǐng)域取得了許多突破。在我國，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所、中國科學(xué)院工程熱物理研究所和石家莊鐵道大學(xué)等單位的研究也取得了很多成績。例如，筆者所在的團(tuán)隊經(jīng)過十多年的努力，突破了諸多基礎(chǔ)研究和技術(shù)瓶頸，形成了從基礎(chǔ)理論突破到關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)，再到工程應(yīng)用示范的完整創(chuàng)新鏈條。就在2023年，該研究團(tuán)隊與中國綠發(fā)投資集團(tuán)合作，在青海格爾木市建設(shè)液態(tài)空氣儲能領(lǐng)域發(fā)電功率世界第一、儲能規(guī)模世界最大的60MW/600MW·h示范項目。 未來，我們能不能建成更多電能“大冰箱”？拭目以待！ （作者：王俊杰，系中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究員）
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