60MW/600MWh液态空气储能国家级首台套示范项目

联系合作
绿色低碳(碳中和)产业
绿色能源与节能环保
成果单位: 中绿中科储能技术有限公司
合作方式: 面议
所处阶段: 其他
关键词: 液态空气储能青海格尔木沙戈荒地区风光发电电网稳定7项核心设备国际首创联合研发
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该成果得分:0

团队由周远院士领衔,王俊杰老师担任首席科学家,季伟总工程师担任首席专家。周远院士是中国低温学科的开拓者和奠基人,国科大岗位教授,曾获国家级科研奖励六项;王俊杰老师为中科院研究员、国科大岗位教授,曾获国家发明三等奖、中科院发明二等奖、中央军委科技进步二等奖等奖项;季伟总工程师是作为在建全球最大规模60MW/600MWh液态空气储能国家级示范项目总设计师,是中国绿发集团首批顶尖科技人才,一作/通讯论文37篇,授权专利123项。长期从事大规模液态/压缩空气储能、高效蓄冷技术和空气透平膨胀机等方面研究工作。作为主要完成人之一,建成国内首套500kW绝热型压缩空气储能示范平台和基于液相蓄冷系统的100kW液态空气储能示范平台,自主研发了国内首台500kW三级同轴回热式空气透平膨胀机。在深低温冷能传递机理、新型蓄冷介质、蓄冷工艺和结构设计等方面取得了一系列原创成果,设计合成了多种新型固相和混合工质蓄冷介质,建成多套深低温蓄冷科研平台。 团队成员主要来自于中绿中科储能技术有限公司、中国科学院理化技术研究所及国内相关行业龙头企业,包含领军研究及工程技术人员上百人,其中含研究员及高级工程师18人,博士/硕士学位人员共74人,占比超过70%;拥有完整液态空气储能技术知识产权,本领域论文发表量(300+)、专利授权量(200+)国内外领先;团队牵头承担了国家重点研发计划项目,制定了行业首个液态空气储能技术团体标准,和8家核心单位联合成立了中国液态空气储能产业联盟,构建了基础研究→工程设计→装备制造→系统集成→工程建设的全产业链,致力于联合国内龙头企业、高校和科研院所共同推进液态空气储能技术的规模化发展,是国内液态空气储能领域的领军团队。

核心问题

沙戈荒地区的风光发电存在波动性,对电网稳定性构成挑战,影响可再生能源的高效利用和电力系统的可靠运行,亟需有效的储能解决方案来平衡电力供需,提升电网稳定性。

解决方案

60MW/600MWh液态空气储能项目,采用先进的液态空气储能技术,通过联合中国绿发投资集团有限公司和中国科学院理化技术研究所,研发了7项国际首创的核心设备。该技术利用低谷电价时段的多余电量将空气液化并储存,在用电高峰时释放液态空气的气化潜热及冷能发电,有效平衡电力供需,解决风光发电的波动性问题,提升电网稳定性。

竞争优势

作为世界液态空气储能领域在建的储能功率最高、储能容量最大的项目,该技术成果具有显著的规模优势和技术领先性。入选国家能源局新型储能示范项目和能源领域第四批首台(套)重大技术装备,展示了其卓越的技术实力和创新性。项目将有力促进沙戈荒地区新能源的开发利用,助力双碳目标的实现,具有广泛的应用前景和巨大的市场潜力。

成果公开日期

20250327

所属产业领域

新能源-新型大规模长时储能技术

产品设计方案

(1)以下指标达到世界领先:蓄冷效率(≥95%)、储能功率(60MW)、储能规模(600MWh)、电-电转换效率(55%)。 (2)联合设计或研制了7项国际首创的核心设备,包含:首台套超大型高效宽工况离心压缩机组;首创全焊接板式换热器;首创单筒处理量最大、运行温度/压力最高的空气纯化装置;首创液化/复温一体式冷箱;首创国际单台最大流量液体膨胀机;首创国际单台最大流量高扬程液空泵;首创高效低温固相蓄冷器。 (3)多项行业领先:青海省“揭榜挂帅”新型储能示范项目、国家能源局新型储能试点示范项目、第四批能源领域首台(套)重大技术装备、中国专利保护协会《绿色技术创新案例》、中国电力技术市场协会《综合智慧能源典型场景案例集》。 (4)该项目设备自主化率100%,总投资6.45亿元,建成投运后,预计年发电量约为1.8亿度,将成为世界液态空气储能领域储能功率最高、储能容量最大的项目。 (5)获批首个国家重点研发计划,发布首个液态空气储能团体标准,成立中国首个液态空气储能联盟。 (6)项目首次实现了从百千瓦级到万千瓦级液态空气储能系统的规模化放大及首台套装备研制,提升了我国能源领域重大技术装备的生产制造能力,推动了上下游产业链的技术发展和创新应用。

市场分析

市场前景: 巨大的储能市场催生了液态空气储能广阔的应用前景。在发电侧储能需求方面,以风、光为代表的可再生能源迅速发展为大规模储能技术带来巨大市场空间。液态空气储能技术的应用能有效解决可再生能源发电的间歇性和波动性问题,大幅降低弃风、弃光率,对于破解当前制约我国可再生能源发展的弃风弃光问题具有重大应用价值。按照10%的可再生能源储能配比,市场储能功率需求空间高达53GW,市场规模约5000亿元。在电网侧储能调峰需求方面,以2020年为例,全国发电装机容量2200GW,调峰储能配置5%,市场规模约10000亿元。在用电大户、商业中心、大型冷库和数据中心等高耗电场合的用户侧储能需求方面,以2020年为例,分布式储能需求20 GW,市场规模约2000亿元。-在行业领域的水平: 行业领先

当前进展

主要功能: 液态空气储能技术具有大规模、长时效、环境友好、安全稳定、长寿命、布置灵活及提供转动惯量支撑等特点,较之传统储能技术,占地面积更小,储能密度更大,应用场景更加灵活,在可再生能源消纳、电网调峰等领域具有突出优势。将有力促进沙戈荒地区风光发电波动性及电网稳定性问题的解决,助力双碳目标实现。-核心技术: 该项目的核心技术为大规模液态空气储能技术,包括工艺包设计、核心设备及控制系统研发等。液态空气储能技术包括储能阶段和释能阶段。在储能阶段:在电网用电低谷期,环境空气经过净化处理后,由电能驱动压缩机将其压缩。压缩后的空气通入换热器中进行冷却。被冷却的空气进入冷箱进一步降温成为液态空气,液态空气从气液分离器下端口分离到低温储罐中储存,完成电能的储存。在释能阶段:在电网用电高峰期,低温储罐中液态空气经低温泵加压后送入冷箱,在冷箱中吸热气化。被气化的空气再通入换热器中,进一步加热升温、升压。高温、高压气体进入膨胀机带动发电机旋转发电,完成的电能的释放。 公司原有专利47项,开展核心技术研发与项目建设期间(2023年至今),新申请液态空气储能工艺、设备等相关专利37项(发明专利27项,实用新型10项),其中18项已获得授权(发明专利8项,实用新型专利10项)。

转化现有基础

获奖情况: 获奖及国家级科技项目立项情况包括:国家重点研发计划-战略性科技创新合作重点专项作为牵头单位立项;液态空气储能工艺包设计填补液态空气储能工程化设计领域空白,荣获第十八届振兴杯全国金奖;国家能源领域第四批首台套重大技术装备;国家新型储能试点示范项目;国家专利保护协会-绿色技术创新典型案例;综合智慧能源典型场景案例集等。-落地应用: 落地青海格尔木,现已完成主体工程施工。

转化合作需求

需求与国内更多新能源及LNG冷能利用等企业开展合作。

摘要

60MW/600MWh液态空气储能项目位于青海省格尔木市,是世界液态空气储能领域在建的储能功率最高、储能容量最大的项目。项目由中国绿发投资集团有限公司和中国科学院理化技术研究所联合攻关,联合研发或设计了7项国际首创的核心设备,入选2024年度国家能源局新型储能示范项目和能源领域第四批首台(套)重大技术装备。将有力促进沙戈荒地区风光发电波动性及电网稳定性问题的解决,助力双碳目标实现。

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