基于200 MW等级压缩空气储能系统中温与高温储热路线技术经济对比

压缩空气储能技术由于其规模大、效率高、环境友好等特点受到广泛关注,其中非补燃式压缩空气储能技术成熟,在运行过程中没有碳排放产生,国内已有多座非补燃式绝热压缩空气储能电站投运、在建和在规划中。然而,目前压缩空气储能系统的设计参数尚未形成统一的标准化体系,使得压缩空气储能在系统设计和性能优化面临诸多挑战。为此,对200 MW等级的压缩空气储能系统进行中温、高温储热系统方案设计,确定了关键设备参数与系统边界条件,并对中、高温储热系统方案进行了性能以及技术经济性分析对比。结果表明:高温储热系统在性能指标上优于中温储热系统,但在投资成本上高于中温储热系统。这表明在选择大容量压缩空气储能系统的储热技术路线时,需要根据具体应用场景和经济预算综合考虑。

基于氨储能技术的新型电力系统设计与实现

本文针对电力系统面临的能源存储与转化挑战,提出了一种基于储能技术的新型电力系统设计方案。该系统由氨制备与存储、氨转换发电、系统集成与能量管理、环保与安全控制等模块组成,可实现电能的高效存储与灵活利用。通过理论分析和模拟测算,系统的关键性能指标得到验证,氨储能电力系统在能量转换效率、经济性、环保性等方面展现出自身优势。

基于“电-氢-电”过程的规模化氢储能经济性分析

在“碳达峰、碳中和”战略背景下,氢能的重要性不断提升。当前,基于“电-氢-电”过程的氢储能总体处于示范应用阶段,储能成本是其形成竞争力的关键,但是关于规模化氢储能平准化成本(LCOES)的针对性研究未见报道。本文首先建立氢储能LCOES模型,对25 MW规模的氢储能电站系统进行了定量分析,而后预测了未来场景下的LCOES水平。结果表明,氢储能系统LCOES为4.758元/kWh,初始投资中制氢系统占比最高(44.66%),运行成本中制氢成本占比最高(42.99%)。电价对氢储能成本有一定影响,其每下降0.1元/kWh,LCOES降幅8.18%。虽然提升发电效率难度较大,但对氢储能的经济性非常关键,其每提升10%,LCOES平均降幅11.88%~12.50%。制氢系统和发电系统设备价格同时下降10%可带来LCOES 6.06%的降幅。储能时长对LCOES的影响较大,尤其是在时长较短时。当储能时长在4~8 h范围时,每增加1 h时长可使LCOES平均下降0.394元/kWh。未来随着水电解制氢和燃料电池设备价格的下降及效率的提升,氢储能有望成为长时、长周期储能领域具有竞争力的技术路线。

基于对象层级的储能研究文献分析

[目的]随着储能技术的发展,技术方案和应用场景愈加复杂。针对储能研究,基于技术路线的常规分类方法在某些情况下存在一定局限性。[方法]提出了一种基于对象层级的储能研究分类方法:按照研究对象从微观到宏观的层级顺序,将储能研究依次分为材料级、器件设备级、系统电站级、电力系统级。应用该方法对由CNKI检索得到的储能研究类期刊文献(共5397篇)进行了定量分析。[结果]结果表明,2022年文献中电力系统级研究文献数量明显多于其他类型研究,2001~2022年被引次数前200位文献中电力系统级研究文献的数量和累计被引次数占绝对优势。2010年以前材料级和器件设备级研究文献占比较高,从2010年开始系统电站级和电力系统级研究文献比例逐渐增加,其中电力系统级研究文献增速较明显。2011~2022年新型储能年新增装机容量与文献数量之间呈正相关。由于系统电站级研究通常是直接面向实际工程的,该类文献数量与新增装机规模的相关程度最高。[结论]文章为总结储能研究成果提供了一种新思路,可为行业政策制定、产业链布局等工作提供支撑。

碱性-质子交换膜水电解复合制氢平准化成本分析

随着“碳达峰、碳中和”战略的推进,氢能的重要性不断提升。在绿氢制备领域,碱性水电解(AWE)-质子交换膜水电解(PEM)复合制氢技术具有很好的应用前景,但是该技术的经济性以往较少受关注。平准化制氢成本(levelized cost of hydrogen,LCOH)是从全生命周期尺度量化水电解制氢经济性的指标。本工作首先建立了制氢系统LCOH模型,并对按4∶1配置AWE和PEM的10000 m3/h复合制氢系统进行了定量分析,最后开展了敏感性分析。结果表明,复合制氢系统LCOH为33.22元/kg,比纯AWE制氢系统高3.31元/kg,其中电费成本占到其全生命周期成本的53.32%。提高PEM比例可有效提高制氢系统对可再生能源波动性的适应程度,但是PEM配置比例对制氢成本的影响较明显。实际项目中应密切关注电解槽设备的成本变化,通过LCOH模型优化PEM配置比例。以33.22元/kg H2为参考目标水平,当PEM电解槽系统价格下降20%和40%时,PEM配置比例可分别提高至27.92%和46.25%。与常规水电解制氢系统类似的是,控制电价对提高复合制氢技术经济性非常关键,电价下降0.01元/kWh可带来制氢系统LCOH约0.45元/kg H2的降幅。对于当前的配置比例,在采购预算有限的前提下建议优先考虑提升AWE电解槽系统的制氢电耗指标。

新型电力系统中的储能技术综述

阐述电力系统发展现状,分析新型电力系统结构的变化,包括电源结构改变、电网形态改变、负荷特性改变、技术基础改变、运行特性改变。探讨新型储能在新型能源体系中的关键作用、新型储能发展的热点方向,以及构网型储能、更长时储能将成为未来发展模式。