電力生產和輸出基本是穩定的，但電力的需求卻總是在峰谷間轉換。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！這就是液態空氣儲能技術。

液態空氣儲能是一種新型大規模長時儲能技術，能夠將電網無法直接消納的無形的電能，轉化為有形的具有高能量密度的液態空氣存儲。

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行凈化、壓縮、冷卻和液化，隨后將-196℃的液態空氣存儲在儲罐中。在此過程中釋放的多余熱能也不能浪費，儲存在專門的儲熱裝置中，以備在釋能時使用。第二步，放電。當電力“不足”時，將存儲的液態空氣釋放出來，經過加壓和升溫使其氣化，再用這些氣化的空氣驅動膨脹機發電，之后并入電網。在此過程中液態空氣的冷能也不浪費，儲存在專門的儲冷裝置中，以備在下次充電時液化空氣用。


相對于其他大規模長時儲能技術，液態空氣儲能技術具有不受地理條件限制和常壓儲存的突出優勢，是易于實現多能互補聯供、應用場景靈活多元的前沿儲能技術之一。

總的說來，液態空氣儲能技術有五大優勢：一是高儲能密度——占地面積小，滿足長時、大規模儲能需求；二是低碳環保——運行工質為空氣，運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——設備壽命長，運行穩定可靠，運行維護成本低；四是部署靈活——不受地理條件限制，可結合風電、光伏、液化天然氣等多種能源形式，并具備多能聯供能力等；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，液態空氣儲能技術正展現出重要的戰略意義和廣闊的應用前景。

在電源側，液態空氣儲能系統能有力破解當前制約我國可再生新能源發展的棄風棄光問題，并能實現火電的靈活存儲和釋放，大幅提高火電的深度調峰能力。在電網側，可實現電網系統的能量管理優化，具備削峰填谷、熱備用、電能質量治理等功能，能在一定程度上緩解限電狀況，提高系統效率和輸配電設備的利用率。在負荷側，液態空氣儲能系統可靈活耦合不同形式余熱/冷資源，同時穩定輸出冷、熱、電及工業用氣等多種形式能源，提升能源綜合利用效率。

近年來，英國、美國等發達國家的研究團隊在這一領域取得了許多突破。在我國，中國科學院理化技術研究所、中國科學院工程熱物理研究所和石家莊鐵道大學等單位的研究也取得了很多成績。例如，筆者所在的團隊經過十多年的努力，突破了諸多基礎研究和技術瓶頸，形成了從基礎理論突破到關鍵核心技術研發，再到工程應用示范的完整創新鏈條。就在2023年，該研究團隊與中國綠發投資集團合作，在青海格爾木市建設液態空氣儲能領域發電功率世界第一、儲能規模世界最大的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 來源：光明日報 責任編輯：jianping