在空气储能系统中还内嵌有储热子系统，400MWh先进压缩空气储能项目正处调试运行阶段。日前进行的蓄热系统运行测试情况显示，经过连续168小时运行，蓄热装置运行平稳，各项性能指标达到设计要求。其中，24小时蓄热效率为98.8%，超过原定95%的设计指标。这其中的蓄热装置是干什么用的？


早期的传统压缩空气储能系统是不带储热系统的，如上图所示，在用电低谷，将空气压缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室释放，进入燃气轮机燃烧室同燃气一起燃烧，然后驱动透平发电。

在传统的压缩空气储能系统中，压缩过程中的压缩热被弃用导致了大部分的能量损失，系统循环效率较低，只有50%左右。同时还需要消耗传统天然气燃料。为了解决这一问题，蓄热式的压缩空气储能系统应运而生。


理想情况下，空气在压缩机中进行绝热压缩，会产生大量的压缩热，例如，将常温常压空气直接压缩至5MPa，温度将达到650℃左右。若在压缩过程结束，100%的压缩热被回收利用，系统将达到最高效率。传统的压缩空气储能系统就放弃了这些压缩热。

蓄热式技术可回收再利用气体压缩过程所产生的压缩热，使其在压缩空气发电时不需再燃烧化石燃料。这种系统的理论系统效率能达到70%～80%。上述张家口项目的设计效率就为70.4%。


在这种系统中，蓄热装置是其中的关键核心部件。系统储能时，蓄热装置蓄积压缩机产生的压缩热；系统释能时，蓄热装置释放蓄积的热量，增加膨胀机的输出功率，提高系统的储能效率。同时，多余的热量还可以被用于供热。

目前，蓄热式的压缩空气储能项目已经成为主流方向，张家口项目并不是首个采用蓄热技术的压缩空气储能项目。如上表所示，国内目前已建成、在建的压缩空气储能项目已有多个，其中大多数都内嵌有储热系统。


其中采用的蓄热介质目前多为高温导热油，熔盐作为蓄热介质目前正在研发示范阶段。导热油的最高工作温度仅为350℃～400℃，更高的温度有望实现更高的系统效率，熔盐则可以实现550℃的存储温度，有望在压缩空气储能系统中发挥关键作用。

压缩空气储能目前仍处商业化示范阶段，真正走向市场化应用后其市场空间或将快速增长，值得关注。储热技术领域的相关企业，可以对压缩空气储能这一市场作些研究，以寻求一些可能的市场机会。



之前就有何雅玲院士《科技导报》2022年第4期，发表了标题为《热储能技术在能源革命中的重要作用》的文章，现有储热技术复合应用于空气储能，充分证明了储热行业的重要性，与蓬勃发展的市场前景！

储能主要分为储电、储热、储冷以及其它储能形式。其中与社会生活紧密相关的就是储热，储热是储能的重要组成部分。储热比储电更重要，因为储热的低成本特性，更利于推广普及，因为储热设备比储电设备具备更好的性价比，储热设备比储电设备的制造成本低、而且运营成本也低。


碳中和背景下我国各项政策

有利于储热行业规模化发展

随着可再生能源设备的逐渐安装，装机发电量猛增，但真正使用过程中发现可再生能源不稳定，是一种间隙性能源，不能稳定的加入电网，致使很多地方出现了弃风弃光的浪费能源现象。可再生能源必须配合储能才可以有效利用，而储能主要分为储电和储热两种。储电需要很多有色金属，造价昂贵。而储热的材料很多，可以任意选择，天帅智能科技研发的相变储热材料储热密度高，可以直接转换到供暖终端，提高热转换效率，因为能源在消费使用终端75%还是通过热能来实现的。现在人们普能只重视电池等储电技术的使用，却忽视了储热才是低成本、高效率的储能方式。


2021年7月23日，国家发展改革委、国家能源局日前发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》。意见指出“坚持储能技术多元化”：以需求为导向，探索开展储氢、储热及其他创新储能技术的研究和示范应用。值得一提的是，在4月21日国家发改委、国家能源局联合印发上述文件的征求意见稿中，储热技术并未被明确提及。这在当时引发了储热行业的广泛关注与讨论，多位行业专家联合呼吁在该文件中增加储热发展的相关内容。此次正式文件将储热作为储能产业体系建设的内容，储热产业未来建设迎来了一个更好的开端。

 

储热供暖应用场景及价值所在

优秀公司的储热清洁供暖努力

在储电热度极高的情况下，仍然有公司在坚持前行。天帅智能科技股份有限公司投入科研力量多年研发，推出了天帅智能相变储能供暖系统，在节能环保的同时，为居民提供低成本清洁供暖，为国家电网削峰填谷，为可再生新能源解决无法即时消纳而造成的弃风弃光难题。


天帅智能科技股份有限公司相变储热技术研发方向已经覆盖水储热、相变储热、熔盐储热等多种储热技术路径，依托其高性能的储能蓄热技术，公司清洁供暖项目覆盖：大型楼宇储能供热、城镇小区储能供热、工业园区储能供热、清洁燃煤供热机组储能供热、大型可再生能源基地储能供热等多种类型。


储热行业市场规模万亿级别

行业空间广阔发展潜力巨大

储热的价值巨大，在清洁供暖领域，储热技术已经实现了广泛应用：在居民供暖中实际效果与运行成本在众多供暖技术路线中占据优势；在工业用热领域，在峰谷电价等配套政策较好的地方，储热电锅炉应用于工业蒸汽领域，成本已经可以与燃气相当；在高温发电领域，多个配套长时间低成本熔盐储热技术的光热发电项目已投入运行；在火电灵活性改造方面，两批国家试点项目中有一半以上采用了储热相关技术路线；在源网荷储一体化和多能互补综合能源服务项目开发中，储热更是不可或缺。


原标题：储热技术低成本、高效率又一例证——复合应用于空气储能