I takt med att förnybar energi genereras har utvecklingen av långtidslagring blivit en trend, och de tekniska vägarna för storskalig långtidslagring inkluderar huvudsakligen pumplagring, termisk lagring av smält salt, lagring av flytande ström, tryckluftslagring och vätgaslagring i fem kategorier. I detta skede är pumplagringstillämpningen den mest mogna, men fördelarna med tryckluftslagring är storskalighet, hög effektivitet, låg kostnad, miljöskydd och renlighet, och kan eliminera geografiska begränsningar, vilket förväntas bli ett komplement till pumplagring.
Tryckluftslagring tillhör långtidsenergilagring och kan användas under längre tid än 4 timmar eller dagar, eller månader med laddnings- och urladdningscykler i energilagringssystemet. För att reglera nya energiproduktionsfluktuationer har detta enastående fördelar.
Enligt XuYuJie, chef för forsknings- och utvecklingscentret för energilagring vid den kinesiska vetenskapsakademins institut för ingenjörskonst termofysik, kommer vårt lands kraftsystem i framtiden att vara en ny typ av ny energi som det huvudsakliga kraftsystemet, och vindkraft, solcellsproduktion och annan förnybar energiproduktion med fluktuationer och intermittent kraftproduktion. Om storskalig tillgång till elnätet sker kommer det att orsaka säkerhetsrisker. För närvarande finns det ett behov av energilagringssystem som flexibla regleringsresurser för att reglera kraftsystemet. Tryckluftslagring är en höjdpunkt.
”Tryckluftslagringsteknik är inte ny. Traditionell tryckluftslagringsteknik har använts i Tyskland och USA i många år, men den traditionella tryckluftslagringstekniken är beroende av fossila bränslen, behovet av stora naturliga grottor, energilagringseffektiviteten är låg och andra problem, storskalig marknadsföring är alltid begränsad.” Xu Yujie sa att Kinas avancerade tryckluftslagringssystem återvinner komprimerad värme, inte längre använder fossila bränslen och kan användas i en mängd olika former, såsom ovanjordiska lagringsenheter, konstgjorda kammare och underjordiska naturliga grottor för att bygga lagringskamrar. Dessutom förbättrar systemet energilagringseffektiviteten avsevärt.
För närvarande har Kina, med hjälp av avancerad tryckluftslagringsteknik på 100 MW, byggt det första internationella demonstrationskraftverket för avancerad tryckluftslagring och framgångsrikt anslutit det till elnätet för att generera el. Kraftverket ligger i Zhangbei County, Hebei-provinsen, och projektet är världens största och mest effektiva nya tryckluftslagringskraftverk. Det kan generera upp till 132 miljoner kWh el årligen, vilket ger toppeffektskydd för cirka 50 000 användare. Samtidigt kan det spara 42 000 ton standardkol och minska koldioxidutsläppen med 109 000 ton årligen.
Vilka är fördelarna med komprimerad gaslagring jämfört med andra nya typer av energilagring? Sammantaget kan det sammanfattas som säkert, lång livslängd och stark explosiv kraft. För det första är komprimerad gaslagring mycket säkert. Ta projektet för energilagring av flytande koldioxid som ett exempel, eftersom koldioxidförvätskning är mycket enkelt, så lagringen av det behöver bara några megapascal tryck. Man behöver inte oroa sig för högtryckslagring av gas som orsakas av dolda faror. Samtidigt är koldioxiden giftfri, icke-brandfarlig och explosiv, och säkerheten i sig är mycket god. Dessutom, eftersom det är en mekanisk anordning, kan livslängden för tryckluftslagersystem uppgå till 30–50 år under normalt underhåll. ”Tryckluftslager är en fysisk process baserad på termisk cykling, vilket har naturliga fördelar när det gäller säkerhet och prestandaförsämring, och anses vara en av de mest lovande storskaliga energilagringsteknikerna.” Baserat på dessa fördelar har Chen Haisheng, forskare vid Institutet för teknisk termofysik vid den kinesiska vetenskapsakademin, sagt att tillämpningen av tryckluftslagringsteknik är av stor strategisk betydelse och har en enorm marknadsefterfrågan för att förverkliga landets strategiska mål för dubbla koldioxidutsläpp och förbättra den naturliga miljön.
Det är värt att nämna att energiutbrottet från tryckluftsenergilagring är relativt starkt. Detta kan fungera direkt i vissa speciella tillämpningar. När det gäller dieselmotorer som används i stora fartyg, lagras tryckluft normalt i en trycktank och påverkas direkt av kolven genom en speciell startventil för att vrida vevaxeln innan bränsleinsprutningen påbörjas. Detta arrangemang är mer kompakt och billigare än en elektrisk startmotor av samma storlek, och kan ge de extremt höga effektutbrott som krävs utan att belasta fartygets generator och distributionssystem för mycket.
För energilagringssystem med tryckluft stärker Kina ytterligare storskaliga demonstrationer och tillämpningar, samlar erfarenhet inom teknisk design och konstruktion, och utvecklar en komplett och mogen industrikedja för att ytterligare påskynda deras konstruktion och tillämpning.
Publiceringstid: 14 september 2023
