郑开云

(上海发电设备成套设计研究院有限责任公司，上海 闵行 200240)

0 引言

当前，储能产业快速发展，预计2020年我国的储能规模将达到42 GW[1]，市场巨大。储能技术包括：储热、储电、储氢以及其他能源载体储能技术(power to x)[2]，各种新型的储能技术正在加紧研发。近年来，在发电领域出现了先进的超临界二氧化碳循环发电技术[3-5]，其采用二氧化碳作为工质，二氧化碳化学性质不活泼、无色无味无毒、安全、廉价、易获得，是一种优良的天然工质。美国NetPower公司的Allam循环示范电站为超临界二氧化碳循环机组，采用天然气纯氧内燃加热，透平进气参数可达1 150 ℃/30 MPa[6-8]。超临界二氧化碳循环效率高、系统简化、设备紧凑，并且应用广泛，这些优点使其倍受人们关注，其中储能领域也是超临界二氧化碳循环发挥优势的潜在方向之一。Matteo Morandin等瑞士学者提出了基于热力循环的热电储能系统[9-10]，以二氧化碳为工质构建热泵和热机，热泵完成储热和储冷，热机再将热量和冷量转化为电能，理论估计的能量转换效率可达60%。Hui Liu等中、美学者提出了压缩二氧化碳储能系统[11]，与压缩空气储能相比，可获得更高的储能密度和能量转换效率。

本文从超临界二氧化碳循环的特点出发，将其用于构建电热储能系统，并给出概念设计方案，分析储能效率，初步探讨储能系统的经济性，旨在通过这些研究获得有应用价值的储能系统，从而为大规模电力储能技术的发展提供新的思路。

1 电热储能系统

1.1 电热储能技术路线

电热储能属于传统的储能技术，通常在低电价时段将电能转化为热能储存，然后在需要时，释放热能用于生产或生活供热，但是将储存的热能重新转化为电能的应用较少。……