压缩空气储能促青海多能协同发展

“我们为青海省制定了能源战略2050咨询报告。要为青海建立完全摆脱化石能源的绿色能源格局，就需要地热利用技术、大规模储能技术、远距离大容量输电技术、分布式能源系统、新型光电材料、先进电网运行控制等技术的发展，而其中储能技术是重要环节，特别是我们研发的压缩储能技术，在青海已经有示范应用。不仅可以‘抚平’可再生能源发电的随机波动性，提高并网能力，还可以削峰填谷、节约能源。”10月11日，清华大学电机系教授、青海大学能源光伏产业中心主任梅生伟在“2016全球华人电气与能源工程师大会暨能源互联网装备技术高峰论坛”上表示。

合理“退火”需以储能技术作支撑

“目前，我国在走可再生能源发展道路，让可再生能源逐步进入主力能源的行列，并且降低其发电成本，这已经成为大势所趋。”国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰表示。

“为青海制定能源战略2050，也是依靠其独特的能源资源优势和产业优势。青海省可再生能源储量丰富，太阳能理论装机30亿千瓦，风能可利用小时数为3500～5000小时，水能理论蕴藏2187万千瓦。当地具有完整的光伏产业链，并且鼓励低碳环保的可再生能源。”梅生伟表示。

不仅如此，通过借鉴德国、丹麦等国先进的可再生能源发展经验，最终确定了青海省完全摆脱化石能源依赖的绿色能源发展理念。第一阶段(2015～2025年)要大力发展风、光、水，将可再生能源发电装机容量占比提高到90%。第二阶段(2025～2040年)，逐步关停火电，将可再生能源发电装机容量占比提高到95%。第三阶段(2040～2050年)，完全摆脱化石燃料，全部依赖可再生能源发电。

那么问题也随之而来，如何合理“退火”，提高可再生能源发电装机的占比?据梅生伟介绍，目前，青海省火电装机402万千瓦，除发电外，火电还担负着调峰调频、备用容量、黑启动等功能。将这402万千瓦的火电装机进行容量替代，需要光伏、风电、光热、水电等协同发展。而其调峰调频等功能替代则需要可再生能源与大规模储能技术的有机结合。

未来，青海将着力构建合理的绿色能源供需格局与模式、发展大规模储能技术平抑可再生能源发电的不确定性和先进电网运行控制技术保障可再生能源接入的安全可靠。

对压缩空气储能进行两方面改进

目前，在大规模储能技术中，压缩空气储能以其大功率、大容量受到青睐。但是其劣势是空气能量密度低。“因此，我们研发出非补燃压缩空气储能，并进行了示范。该系统实现了运行过程中无燃烧、零碳排，是一种大规模储能技术。”梅生伟介绍。

在非补燃压缩空气储能系统的基础上，针对青海省光热资源丰富的优势，又进行了改进，研发出光热复合100千瓦压缩空气储能系统。梅生伟表示：“该系统进行了两方面的改进。一是在储热介质方面的改进，由水到高温导热油的改进。将光热技术与压缩空气储能结合，实现全程非补燃、无燃烧。开发了基于先进电力电子技术的高速透平发电技术，通过高温蓄热技术，提高系统储能效率，可达50%以上。二是储气方式方面的改进，从压力容器改为管线钢，大幅降低了储气系统的工程造价，促进了该储能系统的工程化应用。”

目前，已在青海德令哈建立1万千瓦压缩空气储能系统。储能容量补贴每年约为240万元，在吸收弃光电收益方面，若按照每年工作300个周期计算，则年直接经济效益可达1080万元。将两方面的效益相加，年直接经济效益为1320万元，预计8到9年就可收建设成本。

“未来，针对青海现有的光伏电站的弃光问题，建设配套压缩空气储能，可消纳弃光，同时提高光伏发电利用率。将压缩空气储能纳入光伏电站整体建设，创建光储一体、发存结合的新型高效光伏电站。以压缩空气储能为技术推手，构建青海2050绿色能源格局。”梅生伟给出了这样的预测。