耦合液化天然气的液化空气储能系统热力学分析
2021-09-15何子睿齐伟宋锦涛崔双双李红
何子睿 ,齐伟 ,宋锦涛 ,崔双双 ,李红
(1鲁能集团有限公司,北京 100020;2华北电力大学能源动力与机械工程学院,北京 102206)
可再生能源已成为能源供应系统中不可或缺的一部分,推动可再生能源的发展是提高能源供给多样性和实现碳中和目标的重要途径[1]。然而,可再生能源具有间歇和波动的特性,这给电网的正常运行带来不利的影响[2]。储能技术作为一种将富余电能或低谷电能转换为其他能量进行存储的技术,为解决这一问题提供了重要的解决方法[3]。目前基于不同的原理和针对不同的应用场景,已经开发了多种储能技术。其中压缩空气储能由于具有储能容量大、寿命长、环境污染小等优势[4],近年来引起众多学者的关注。但是,其储能密度低,且需要大型能量存储设备如洞穴或大型气罐等,给电站的建造选址增加困难[5]。
液化空气储能(liquefied air energy storage,LAES)是压缩空气储能技术中的一种新型储能技术,由于具有高能量存储密度[6]、不受地域限制[7]和低投资成本[8]等优点,近年来引起了广泛的关注。其中,英国Highview公司在LAES方面取得了较为显著的成果,开发并运营了一系列项目[9],如表1所示。然而,目前传统的LAES系统仍然存在着导热油利用不完全以及系统效率较低的缺陷。

表1 LAES系统示范项目Table 1 LAES system demonstration project
天然气的运输往往采用长途运输,长途运输要求将天然气冷却到-160℃以下并液化。液化天然气(liquefied natural gas,LNG)在天然气厂运输给用户时,往往通过与环境换热使之恢复到环境温度左右,该过程浪费了大量冷能[10]。……
