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丹麦开发采用600℃热石进行储能试点项目

2019-4-2 10:44| 发布者: admin| 查看: 145| 评论: 0

摘要: 日前,丹麦教育和研究部长Tommy Ahlers出席了一个大型试验设施的正式落成仪式,这个试点项目将采用600℃的热石来储存能量。他表示,“储能是我们可再生能源转型中必不可少的环节。”高温热储能(HT-TES)是一个技术 ...

  日前,丹麦教育和研究部长Tommy Ahlers出席了一个大型试验设施的正式落成仪式,这个试点项目将采用600℃的热石来储存能量。他表示,“储能是我们可再生能源转型中必不可少的环节。”高温热储能(HT-TES)是一个技术术语。该项目的基本理念是采用廉价、不可降解、环保的储能材料,并结合已知的充放电技术,可以降低成本,提高储能效率。

想象一下,在一个四周隔热的容器中装满黑色小石子,虽然尺寸很大,但是很容易建造。其理念是,当风能和太阳能等间歇性可再生能源产生多余的能源时,这些能源被用来将高温空气泵入装满石头的箱子中,这种以热量形式存储能源的设施可以储能很长时间,并且能量损失很少。输出能源是通过将热空气从容器中排出的这个过程,而排出的热空气加热水产生蒸汽,驱动蒸汽涡轮机发电,并将加热的热水用于区域供暖。

对于这个储能设施,丹麦技术大学(DTU)表示可以满足2035年装机容量为1.4GW储能的10%需求:满负荷运行每年830小时(平均每天存储和释放的储能容量超过300MWh)。这些储能容量相当于需要建设一个装满122.7万立方米石子(例如600×200×10米)的储能解决方案。

能源供应商SEAS-NVE公司和丹麦技术大学(DTU)Ris校区的合作伙伴共同建立了这个具有创意的小型测试设施,参与者包括奥胡斯大学、Danish Energy、Energinet.dk、EUDP、和Rockwool公司。Niras公司为其建设这个设施。Tommy Ahlers表示:“地球的温室效应近年来越来越严重,我们希望采用这样的可再生能源的解决方案。大学、企业和能源公司为此联合起来,希望通过这样的项目成功节省能源。这个解决方案具有很大的潜力。”

丹麦的可再生能源有很长的一段时间超过1.5GW。其中大部分电能出口到邻国挪威和瑞典。而在阳光不足和风力不足的时间内,丹麦却从挪威进口了近1GW的电力。为此,这个储能解决方案将变得经济可行,而丹麦是一个没有基岩的平坦国家,所以挖洞并用石头填充它们似乎很简单。

其热储能设施由一堆绝热的石头组成,加热到600℃,由风力涡轮机的剩余电力提供能量。在一段时间之后,当再次需要能量时,将其热量通过水蒸气驱动发电机产生电力,余热供给区域供热。

SEAS-NVE公司首席执行官Jesper Hjulmand对自2016年夏季以来合作伙伴密切合作开发的项目表示非常满意:

“来自奥胡斯大学的地质学家正在测试和寻找合适的石头,我们与Niras公司和丹麦技术大学(DTU)的研究人员一起建造了碗状储能模型,该模型已被部分建在地下。其原理就像一个大型烧烤架,在那里可以将热量吹到大量石头上,然后石头储存的热量可以再被排放出来。”

对于大规模储能解决方案,Jesper Hjulmand补充说,“现在我们必须在决定继续开发更大的测试工厂之前测量和分析这个设置。这令人兴奋的,因为在我看来,实现100%的可再生能源供应的愿景在没有储能系统的情况下是无法实现的。”

根据2016年丹麦能源署技术目录中的信息,以及2016年斯托拉索尔商业价格和2015年世界银行的数据,总结如下:

每千瓦时电费:300丹麦克朗(46美元)。

容量(每个站点可存储的能量):1-500 MWh。

增加储能能量的可能性:可以。

寿命> 30年。

储能过程中的能量损失(热量):1-5%,具体取决于绝热水平。

环境影响:没有负面影响,除非使用燃气而非电力作为热源。

地理位置要求:最好建在现有热电联产厂附近。

这一概念的一大优势是,由于丹麦已经拥有一个非常全面的分布式区域供热系统,因此热量发电的相对损失影响较小。这有助于确保储能的高利用率,即使电池的价格越来越具有竞争力。

该项目的目标是确保在经济上可行,以比以前更大的数量和更长的时间节省能源。而该项目不仅仅是一个技术项目。它还将揭示为现有电网、现有市场模式和现有税收系统增加高容量储能的挑战和先决条件,从而有助于为部署更广泛意义上的储能铺平道路。在项目测试期间,将对储能的市场潜力进行全面调查,但预计其预算将低于1亿丹麦克朗(1500万美元),因为储能的成本非常低廉。

当然,建造足够的储能设施来满足丹麦几个小时的能源需求是很昂贵的,但原则上,这是非常可行的。只需添加石头即可。

《北欧能源技术展望2016年环境影响评估报告》表明,“可变的风力发电的高渗透性需要通过灵活的供应、需求响应、储能和电力贸易的组合实现平衡。”

成本越来越低的电池储能系统在物理性质上是多功能的,但并不一定像这样的热储能项目具有理性和环保的概念。而当今,100%可再生、非间断性的储能解决方案的竞赛正在进行。


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