2023壓縮空氣儲能技術(shù)

壓縮空氣儲能技術(shù)交流1目 錄CONTENTS01市場發(fā)展和技術(shù)發(fā)展0201市場發(fā)展和技術(shù)發(fā)展02壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備03項目案例04新型儲能可持續(xù)發(fā)展建議2PART

市場發(fā)展和技術(shù)發(fā)展3市場發(fā)展和技術(shù)發(fā)展1.1政策指引1.1政策指引國家層面國家發(fā)改委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，首次明確儲能裝機(jī)量的量化目標(biāo)：到2025年，新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬千瓦以上，并實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。到2030年，實現(xiàn)新型儲能全面市場化發(fā)展。河北省根據(jù)《河北省“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》，河北省將大力實施可再生能源“倍增計劃”，到2025年可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模將突破1億千瓦，裝機(jī)占比達(dá)到60%左右，在大力發(fā)展煤電靈活性改造、燃?xì)庹{(diào)峰電廠、抽水蓄能電站的基礎(chǔ)上，全省布局建設(shè)新型儲能規(guī)模400萬千瓦以上，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉(zhuǎn)變，具備規(guī)模化商業(yè)化應(yīng)用條件。4新型儲能業(yè)務(wù)分類NO.1電化學(xué)儲能從三北地區(qū)的源網(wǎng)荷儲項目為依托開始進(jìn)入電化學(xué)儲能的設(shè)計領(lǐng)域。

NO.2壓縮空氣儲能國內(nèi)最早進(jìn)入壓縮空氣儲能領(lǐng)域的設(shè)計院之一，可以提供專業(yè)的方案咨詢、設(shè)計和總承包服務(wù)

NO.3熱儲能從火電靈活性改造進(jìn)入熱儲能領(lǐng)域，三改聯(lián)動政策引發(fā)熱儲能的大爆發(fā)1.2河北院技術(shù)發(fā)展1.2河北院技術(shù)發(fā)展5新型儲能業(yè)務(wù)分類NO.4氫儲能以張家口地區(qū)的新能源制氫規(guī)劃和制氫設(shè)計輻射多個地區(qū)，完成多項新能源制氫項目設(shè)計工作，最大容量達(dá)到12000Nm3。

NO.5飛輪儲能主要服務(wù)于新基建的大數(shù)據(jù)中心IDC、城際高速和汽車充電樁等領(lǐng)域，與其他儲能技術(shù)結(jié)合更能彰顯優(yōu)勢。完成了國電漢川飛輪儲能調(diào)頻項目。

NO.6抽水蓄能主持編制河北省中小型抽水蓄能電站規(guī)劃，對河北省水利資源完成了大摸排工作，結(jié)合對能源消納情況的優(yōu)勢，完成了近40個站址的優(yōu)選工作。1.2河北院技術(shù)發(fā)展1.2河北院技術(shù)發(fā)展6壓縮空氣儲能技術(shù)概述壓縮空氣儲能技術(shù)概述1.2 壓縮空氣儲能的優(yōu)劣1.2 壓縮空氣儲能的優(yōu)劣壓縮空氣儲能作為儲能量級唯一可與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模儲能，具有調(diào)頻、調(diào)峰、易儲、黑啟動的較大優(yōu)勢。技術(shù)正越來越受到青睞?？焖賳幽芰棵芏群凸β拭芏容^高具備黑啟動能力日常運(yùn)營成本低設(shè)備的使用壽命長，損耗低非補(bǔ)燃式技術(shù)容易實現(xiàn)碳中和投資成本高，投資回報長儲氣庫受到較大的限制電電效率比抽水蓄能低電價政策還有待明確7技術(shù)儲備及技術(shù)合作技術(shù)儲備及技術(shù)合作01作為國內(nèi)較早進(jìn)入壓縮空氣儲能領(lǐng)域的工程設(shè)計單位，先后承擔(dān)了山西大同50MW煤礦巷道壓縮空氣儲能示范項目和烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲一體化”關(guān)鍵技術(shù)研究與示范-多源蓄熱式壓縮空氣能量樞紐項目的設(shè)計工作，具備豐富的壓縮空氣儲能相關(guān)設(shè)計經(jīng)驗。0102《非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能技術(shù)研究》為我院承擔(dān)的河北省科技計2017年立項，2020027月通過河北省科技廳組織的驗收。2020年開始與清華大學(xué)合作開發(fā)光熱復(fù)合壓縮空氣儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。

與清華大學(xué)等國內(nèi)壓縮空氣儲能研發(fā)03 單位長期保持著技術(shù)交流與合作，能 項 一種壓縮空氣儲能回?zé)嵯到y(tǒng)及方法；一種水力恒壓式雙效壓縮空氣儲能系統(tǒng)；一種水力壓縮空氣儲能系統(tǒng)；一種地下恒壓儲氣裝置。 篇 《壓縮空氣儲能技術(shù)研究及應(yīng)用現(xiàn)狀》；《儲能技術(shù)分類及市場需求分析》；《壓縮空氣儲能鹽穴儲氣庫注采全過程熱力學(xué)特性分析》；《光熱復(fù)合式壓縮空氣儲能系統(tǒng)及能效分析》；《太陽能熱氣流發(fā)電系統(tǒng)實驗研究》；《基于先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能的鹽穴儲氣庫特性研究》。9PART

壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備10壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備11壓縮機(jī)組01當(dāng)系統(tǒng)壓縮空氣流量<500Nm3/min時，可選擇活塞式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)。當(dāng)系統(tǒng)壓縮空氣流量>500Nm3/min時，適宜采用離心壓縮機(jī)。01類型壓力范圍(bar)流量范圍（Nm3/min）活塞式壓縮機(jī)5～70000～500回轉(zhuǎn)壓縮機(jī)0～300～500離心壓縮機(jī)5～70050～5000軸流壓縮機(jī)0～201667～1500002國內(nèi)廠家主要有沈陽鼓風(fēng)機(jī)廠，陜西鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)、杭氧透平機(jī)械有限公司、開封空分集團(tuán)有限公司等。國外廠家主要有阿特拉斯·科普柯、西門子。0222凈化裝置01先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能主要凈化目的是除去壓縮機(jī)入口空氣中的顆粒物，其次是去除各級壓縮機(jī)排氣被降溫冷卻后凝結(jié)出大量的水，以避免對壓縮機(jī)產(chǎn)生損害01020233換熱裝置01管殼式換熱器:以封閉在殼體中管束的壁面作為傳熱面的間壁式換熱器。這種換熱器結(jié)構(gòu)較簡單，操作可靠，可用各種結(jié)構(gòu)材料制造，能在高溫、高壓下使用，是目前應(yīng)用最廣的類型。01板式換熱器:有換熱效率高、熱損失小、結(jié)構(gòu)緊湊輕巧、占地面積小、安裝清洗方便、應(yīng)用廣泛、使用壽命長等特點。在相同壓力損失情況下，其傳熱系數(shù)比管式換熱器高3-5倍，占地面積為管式換熱器的三分之一，熱回收率可高達(dá)90%以上。020244儲氣裝置CAES儲氣方式地面儲氣人造壓力容器：鋼制壓力容器、管線鋼儲氣罐CAES儲氣方式地面儲氣地下儲氣鹽穴儲氣庫 地下儲氣含水層儲氣庫人造地下儲氣庫廢棄礦坑，油氣儲氣庫14煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲能煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲能儲氣容量大資產(chǎn)，實現(xiàn)廢棄資源的最大化再利用，支撐我國煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型15/77煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲能煤礦廢棄巷道建設(shè)壓縮空氣儲能50MW/200MWh煤礦巷道壓縮空氣儲能電站----全球首個煤礦巷道壓縮空氣儲能項目開工建設(shè)全球首個50MW×4h煤礦巷道壓縮空氣儲能項目電-電效率60%，能源綜合效率85%實現(xiàn)深地空間能源再造，實現(xiàn)廢棄資源的最大化再利用，支撐我國煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)型16/77壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備壓縮空氣儲能關(guān)鍵設(shè)備55膨脹機(jī)膨脹機(jī)利用了壓縮氣體膨脹降壓時勢能轉(zhuǎn)化為動能的原理，在氣體膨脹的同時氣體溫度也會降01 低?，F(xiàn)有膨脹機(jī)主要分為活塞式膨脹機(jī)，徑流式膨脹機(jī)，軸流式膨脹機(jī)。徑流式膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖和外形圖 軸流式膨脹機(jī)結(jié)構(gòu)圖和外形圖02目前國內(nèi)的東方汽輪機(jī)廠，哈爾濱汽輪機(jī)廠，上海汽輪機(jī)廠均有能力制造壓縮空氣儲能用空氣02PART

項目案例18項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目01整體方案設(shè)計01

01001020304同步建設(shè)壓縮機(jī)系統(tǒng)，透平機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，槽式光熱儲能系統(tǒng)，壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)，透平機(jī)加熱系統(tǒng)，地面儲氣庫系統(tǒng)等。空氣壓縮機(jī)采用兩段式壓縮流程，設(shè)置LP及HP壓縮機(jī)各一臺，采用8級串聯(lián)壓縮，其中1-6級壓縮為一段壓縮（LP壓縮機(jī)），7-8級壓縮為二段壓縮（HP壓縮機(jī)），采用8參數(shù)的前提下，降低了壓縮機(jī)電耗。壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)采用單元制供水調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)水溫及氣溫精05確控制。設(shè)置中溫水系統(tǒng)用于對外供熱，增加壓縮機(jī)冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性。05空氣透平機(jī)采用四級膨脹，進(jìn)氣參數(shù)為9.8MPa、230℃。空氣透平采用單元制導(dǎo)熱油調(diào)節(jié)系統(tǒng)，實現(xiàn)油溫和氣溫的精確控制。06采用5000m3雙層儲氣庫地上布置方案，節(jié)省占地，便于維護(hù)與檢修，同時解決了槽式光熱的支撐問題。0603總平面03項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目04主廠房項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目04主廠房 項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目04主廠房項目案例烏蘭察布壓縮空氣儲能項目04主廠房項目案例大同云岡壓縮空氣儲能項目項目案例大同云岡壓縮空氣儲能項目PART

新型儲能可持續(xù)發(fā)展建議26發(fā)展趨勢發(fā)展趨勢成本的方向發(fā)展。提高系統(tǒng)效率：具備壓縮、儲氣、蓄熱/冷、回?zé)?冷、膨脹發(fā)電壓縮機(jī)的排氣溫度、提高蓄熱溫度和回?zé)釡囟取＝档徒ㄔO(shè)成本：降低壓縮空氣儲能的造價成本，其