首页 > 行业资讯

英国伯明翰教授丁玉龙:液态空气储能技术前景巨大

来源:江南娱乐-意甲尤文图斯亚
时间:2016-06-14 10:01:30
热度:

英国伯明翰教授丁玉龙:液态空气储能技术前景巨大在深圳刚刚结束的第六届中国国际储能大会(5.24-5.26)上,英国伯明翰大学教授丁玉龙在《液态空气储能技术的最新商业化进展》的演讲中

在深圳刚刚结束的第六届中国国际储能大会(5.24-5.26)上,英国伯明翰大学教授丁玉龙在《液态空气储能技术的最新商业化进展》的演讲中指出,储能技术可以帮助解决世界面临的三难问题:能源安全问题、能源可持续问题、能源价格问题。这是非常好的理念,但是不同国家之间怎么互联起来,技术上可能是最容易的,但是要把关系理顺,挑战可能是政治问题,而不是技术问题。液态空气储能技术在技术成熟度、技术可实施性、成本和经济型上具有强的竞争力,应用前景巨大。液态空气储能的集成应用的益处是其他不能比拟的。

以下是丁玉龙演讲内容:

主持人:接下来让我们用热烈掌声欢迎英国伯明翰大学教授丁玉龙先生,他今天的演讲话题是《液态空气储能技术的最新商业化进展》。

丁玉龙:非常感谢!那今天我其实是可以用英文来演讲的,但是我看了今天的观众主要还是中国观众,所以我用中文来演讲,请外国朋友听同传。大部分都是中国人,可能中文好一些。

说新技术其实也不太新了,这个技术就是我们团队发明的,我想开始讲几点,第一,能量的不同形式和不同应用形式,那么就是我们现在的现状就是属于很多储能技术,原则上不同应用领域,现在情况是多种不同技术并行,但是很成熟的技术,可能其他技术不能说很成熟的,像2009年我们发表一篇文章,这篇文章引用次数非常高,差不多一千次了吧。没有最好的技术,只有最合适的技术,这是第一点想跟大家交流的。

第二点,储能是干什么用的,储能不是一个万能药,不能解决所有问题,那么解决我们能源网的一些问题,我们需求跟供给方式不匹配的,其实有大概四类技术可以解决储能是其中之一,我们还有其他技术,即使这样储能市场还是很大。我讲一下液态空气储能技术跟其他技术的比较,这里数据核实一下还是比较准确的,但我必须说一下,比如说电池技术可以很贵,可以3000块钱一千瓦小时,我们不去管它,不同性能的电池价格不一样的,我们不去追究它,不去太注意这个东西。

液态空气技术它是什么技术,储能技术,就是我们机械类的,它不是工业型的,它是几分钟级的,可能参加二次调平。

这里作一个历史回顾。液态空气储能技术是传统的空分技术和发电鱼鳔输配电技术的集成。它不需要高压,需要电的时候,把它打到高压来进行加热,196度这样的沸点,这是成熟技术了。这个技术的特点是什么?市场上比较成熟的。这个液态空气储能在19世纪就有了,那么利用液态空气储能作为调峰是1977年在英国提出来的,这些工作导致后来公司做了一些工作,但没有做出示范,没有做一个全系统。真正独立的技术,这个就是我们的团队,应该是2003、2004、2005提出来的,当然还有其他一些企业,像美国的,还有像欧洲的企业也做了一些工作。当时我在大学做的。简单的历史发展,我们从2005年提出这个概念,做一些小的系统示范,到现在做五个兆瓦,实际上这个月刚刚完成,大概从下个月开始,就是这样的情况。

可以这样说,这个技术比其他发展上大概要差好几年,大概差5-8年,为什么写5-8年,只要你有资金把人投上你也可以做,但是很快copy很难。另外,这个中试厂是2005建的,这是中试厂的原况,这个中试厂搬到伯明翰大学,这是它的现况。大家比较一下这个图,一个是学校里面,它增加了一个储热测试,它是靠余热来解决。这是我们的全图,这是已经在建的,那个英国的曼彻斯特,利用一部分余热把电储存,然后进行交易,这个厂建立以后通过第三方进行交易,具体可以提供更多材料。

第二想讲一下使用流程的范围。流程稍微复杂一点,空体进来没错,然后进行压缩、冷却空间,然后进行加热,然后膨胀,然后就是产品出去,这里面是电进来、电出去,空气进来、空气出去,包括绿色的,空气跟水一样,都是比较绿色东西。另外,有压缩过程,产生热,这个热干什么用呢?就是膨胀过程中增加出率,另外这个冷,你把它用来发电效率非常高,可以比一般效率都高,这个效率很高。也就是这部分冷也回收回来。实际上这里面有储热和储冷,是为了提高整个系统的效率。

所以说,我们总结一下,物质流是空气进、空气出,还有把热和冷进出以后效率还是很高的,热和冷不管有没有用处先不管它,热跟电是通用的。

那这个系统大概需要60%,就是现有的技术,大家可能觉得这个比较低,但是不管哪一种储流技术,长规模的技术也能达到50%就很佩服了,很多东西大家讨论都不给出真实的数据,作为应用,或者未来把效率真正体现出来。

能量图,这些还有SNG,离我们利用我估计30-50年吧,使得SNG不太现实,成本、技术成熟性、技术设施不可能在很短时间建成,15%进入我们管网,但是它不普及,跟大家交流一下看法。

另外,我业态空间的储能技术,我刚才说了范围,小型的,比如说这是基于小型的也是储能,但是基于二氧化碳的储能技术,这个项目我们建立到全系统,大概是25千瓦的系统,这个压力大概10-75之间,相当于临界这个状态,那么二氧化碳会出现干粉,因为在高压下,二氧化碳具有腐蚀性,还有一些问题,这个我不具体讲,还有声能储能,可以用于大型和小型,假如泵系统,小型的我可以做分布式系统,这里做小型应用。另外,可能的应用除了这些就是调峰,还有调频。

说到最新颖的,现在还没有进行竞争的,这个刚才讲过了,下面不继续说。这个中试厂搬到伯明翰以后,完成这样的工作,已经试验了几个月了,大家可能要看发电输出及压力的关系,怎么调控,实际上是线性关系,怎么比较好调控呢?我们是液体泵来输送,它就是恒定的,另外就是启停过程,启动是不是很慢?速度是多少,纵轴是输出的功率,大家可以看到,启动是比较快的,给出指令,在两分钟多一点,停机更快。这是前端启动的图,从有指令到启动,大概不到2.5分钟,启动速度肯定是跟电池等不能比的,但是比压缩空气(8-12分钟)要快。假如频率有变化以后,一次调频大概10-30秒,可以参加二次调频。液体空气来运行的,再启动速度很快,可以再参加一次调频。这是我们储能技术在若干年实验的时候,这个数据作比较,它可控制精度还是比较高的,99.8%,这个不是所有的技术都能够达到这个标准,跟踪速度很快。

另外,假如有多余的热,像李总讲的储热,实际上太阳能发热系统,这个跟太阳能发热系统放在一块可能有更好的系统,特别是太阳能有一些低余热。我们做了实验,英国太阳不是太厉害,所以我们用了一些余热,这个图,我们从20度做到50度之间,把余热加进去,发电就是把空气温度加进一点,也就是相当于发电效率大概45%以上,这么低的余热,我们四五十度余热,为什么这么高?原因很简单,你乙一算这个效率应该70%,这个45%效率是比较容易的,其他任何一种技术是达不到这一点的。

下面,我想给大家汇报一下占地面积,大家关心这个东西是不是很大,有几个数据,一个是小的系统,大概160平方米,这个系统是为了示范,其实没有很紧凑,另外5兆的系统,这个是包括停车场的,包括办公的东西,另外我们做了20兆/80兆瓦,这个是跟美国一个能源公司做的一个项目,大概6000平方米,大家比比心里就有数了,是不同的系统,包括电池,占地面积具有极大的竞争性。

另外,成本,我想第一套成本是很高的,任何一个技术没有成熟之前成本都是很高的。进行评估,第一套跟第十套价格差很多,20兆瓦跟80兆瓦系统,每千瓦大概可以做到640美元,就是这个投资,假如千瓦算,每千瓦600多美元,大家看到这个图一定要考虑两个参数,一个是功率大概多大,多少千瓦和兆瓦,第二你的存储量多少,这两个不能混淆。

所以说,这个规模增加,成本下降,这个是毫无疑问的,呆会我给一张图大家知道。成本大概三分之一,也不仅我们这个系统,其它很多也有这个情况。我们做了一个评估,相当于你卖一度电多少钱,你能赚钱,大家做了一个比较,液态空气储能在这,这些要把电池做到很大规模,不大现实或者没有这个需要,如果作为能量型应用,我刚才也说了,我没有认为液态空气形态就是贬低这些,可能差一倍也有可能,号称50%,那么其他一些技术也有可能这样,这只是一个相对的数据,那么下面有些数据,这是我们液态空气储能,第一套系统中试厂确实贵,每千瓦大概一万美元,这是我们的代价,这个事情做了好几年,光跑工厂我自己都跑了好几次,但是第二套系统也便宜很多了,后面设计的系统就降低很多了,刚才表层的数据我也跟大家说了,效率也是,第一套系统效率就是10%左右这个数据大家可能觉得太低了,但数据我觉得已经很好了,因为这个属于大规模的,小规模一定是不行的,那么第二套系统应该是50%左右,那么下面这套系统效率基本60%左右,再提高有没有可能,有些差别,在湿度高的地方,比如在南方成本高一些,原因很简单,要把水从空气里面拿掉,这个成本是需要耗能的,你需要水的蒸发多少,北边空气水的含量很少。

另外,把液态空气储能技术与其他技术作一些比较,花一分钟左右。最成熟是两种,一种是压缩空气储能,一种是抽水蓄能,这个压缩空气储能不太做了,所以储热放在里面,压缩空气储能需要大型储气洞穴。

这个表我觉得是比较客观的,而且这个东西,这些数据应该是比较全的了。压缩空气有两种情况,一种是常模的压缩储能,是比较成熟的时候,已经在美国用了几十年了,大概在40-50%的效率,这种技术热回收,目前没有一个大型示范,正在发展之中,实际上这个技术还不如压缩空气成熟,这个已经出来好几年了,这些数据是比较客观的。另外,涉及的成本,这一类成本,刚才图上看不清楚的,大概10美分。

下面我举两个例子。这些液态空气储能和核电的集成,可能液态空气储能集成化,这部分是液态空气储能,这边是二回度跟三回度做一些储能,把热拿出来,那么投资只能抽去30%,这个大概是电池50%,这个是量级,也可能是10%,这是我想跟大家分享的东西。这个东西,电池是达不到这种结果的,液态空气也做不了,抽水也做不了。

下面,结论。第一,储能技术可以帮助我们解决世界面临三难问题,能源安全、能源可持续问题、能源的价格问题。从芬兰来的同志也讲了,这是非常好的理念,但是不同国家之间怎么互联起来,最关键的就是一些技术上可能是最容易的,但是要把关系理顺,可能是政治问题,不是技术问题。第二是液态空气储能技术在技术成熟度、技术可实施性、成本和经济型上具有强奸竞争力,而且应用前景巨大。液态空气储能的集成应用的益处是其他不能比拟的。

非常感谢大家!这是我们学校的一张图,还是比较漂亮,校园在全球应该前几名。非常感谢大家!

主持人:谢谢丁老师。大家可以提问了。

提问:技术难点是什么?

丁玉龙:它需要集成技术,需要系统的效率怎么去把它进行优化,包括成本的优化,里面的压缩机这是最主要的,特别是压缩机,那么你是选哪种范围的。

提问:你刚才提到除了这个就是经济性,主要就是经济性,还有什么技术难点?

丁玉龙:其他的不必说了,其他新的发展技术。

提问:因为用户既要关心它的技术又要关心它的投资成本,技术没有高的门槛,投资达到好的需求。

丁玉龙:对,技术和成本我们都知道,基本上设计上跟我们传统的发电系统差不了太多,还有空分,关键是你怎样融合两种技术。

提问:那行,谢谢!

提问:丁老师,我想问一下,刚刚报告这块当中热储能介绍比较少,比如跟采用熔盐热储能有什么区别?

丁玉龙:在储能领域应该是会得到比较大的发展,为什么这么讲,大概60%是热和冷,我觉得尽量以热和冷存储,我基本的判断,成本也是比较低的比如电池储电,大概在3000块钱,用储热的话,也有不同的技术,成本大概在30-60元之间/每千瓦小时,当然有些低温部分,这个成本应该是它的优势很多,它的寿命也比较长,你要用30年左右是没有任何疑问的。也有很多人会说,电变成热稳能就会遍地,但是未来热是不可阻挡的趋势,可能现在的情况不可能有第二个选择或者更好的选择,要么用燃气,这是欧洲和美国的经验,特别是解决雾霾的问题,把煤在能源结构减20%左右,不会是一个太大的问题,我觉得是这个。那么,解决这个问题的办法,我们国家没有那么多气,而且也是不稳定的,用电是最好的,今年更严峻,这里储能不是为了储,其实我们电池储能是不能解决销纳问题的,成本也不能成,储热的时候,比如20几块钱,国家是有补贴在里面,或者补贴多或者补贴少,但是你不能超过这个钱,老百姓很现实。你的价钱比以前高老百姓不干的,所以我觉得有个概念,把电变成热,从实用上,把电变成热,把技术提升上来,但是投资我们没有那个空间,我这个不是专家言论,除非你增加它的功率。所以这里面需要一个综合解决方案,我不知道有没有把问题回答好。

提问:非常感谢丁老师专业的回复。




Baidu
map