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摘要 利用气体液化的液态空气储能 (LAES) 因其技术成熟、能量密度高、地理限制少、使用寿命长而受到广泛关注。另一方面,LAES 尚未商业化,最近才开始开发。因此,很少有研究对 LAES 进行经济分析。在本研究中,计算了平准化电力成本,并与其他储能系统进行了比较。结果,LAES 的平准化电力成本为 371 美元/兆瓦时。这比 LiCd 电池、VRFB 电池、铅酸电池和 NaS 电池分别低约 292 美元/兆瓦时、159 美元/兆瓦时、118 美元/兆瓦时和 3 美元/兆瓦时。此外,成本比 Fe-Cr 液流电池和 PHS 高出约 62 美元/兆瓦时和 195 美元/兆瓦时。根据主要经济因素对平准化电力成本进行了敏感性分析,并通过蒙特卡罗模拟进行了经济不确定性分析。累积概率曲线显示了 LAES 的平准化电力成本,反映了空气压缩机成本、电力成本和备用小时费用的价格波动。
排放如果有效使用(Eurostat,2017年)。如今,生产的能源的大约7%来自可再生能源(Ren21,2016)。 由于全球对碳相关环境问题的认识以及绿色技术和政府支持可再生能源部门的努力的份额不断增长,预计该价值将在未来几年增长。 但是,考虑到RES的间歇性特征,可再生能源产生的比率增加可能会导致电网中的几个问题。 实际上,它的发电部门在当地受到天气模式(IEC,2011年)和白天/夜间周期的影响。 因此,使用电能量存储(EES)被视为支持可变res集成的一种潜在方法(Luo等,2015)。 EES系统还可以提供其他有用的服务,例如剃须,负载转移和支持智能电网的实现(Luo等,2015)。 在对2030年的电力储存路线图研究中,如果各国在能源系统组合中的可再生能源份额增加一倍,则电力存储设施往往会增加三倍(Irena,2017年)。 ees不是一项技术,而是指技术的投资组合。 可以根据能量转换和存储来对能量存储进行分类。 主要用于大规模的能量存储(Irena,2017)。 抽水储存(PHS)在2017年中期全球安装的电气存储容量为96%,并以平流和压缩空气的空气储能技术(IEC; IRENA,2017)。如今,生产的能源的大约7%来自可再生能源(Ren21,2016)。由于全球对碳相关环境问题的认识以及绿色技术和政府支持可再生能源部门的努力的份额不断增长,预计该价值将在未来几年增长。但是,考虑到RES的间歇性特征,可再生能源产生的比率增加可能会导致电网中的几个问题。实际上,它的发电部门在当地受到天气模式(IEC,2011年)和白天/夜间周期的影响。因此,使用电能量存储(EES)被视为支持可变res集成的一种潜在方法(Luo等,2015)。EES系统还可以提供其他有用的服务,例如剃须,负载转移和支持智能电网的实现(Luo等,2015)。在对2030年的电力储存路线图研究中,如果各国在能源系统组合中的可再生能源份额增加一倍,则电力存储设施往往会增加三倍(Irena,2017年)。ees不是一项技术,而是指技术的投资组合。可以根据能量转换和存储来对能量存储进行分类。主要用于大规模的能量存储(Irena,2017)。抽水储存(PHS)在2017年中期全球安装的电气存储容量为96%,并以平流和压缩空气的空气储能技术(IEC; IRENA,2017)。传统的抽水储存系统在不同的高程下使用两个水库,并且挤压空气技术需要地下储物腔,例如
Sumitomo SHI FW 将领导 LAES 业务,运用我们的技术开发、工程和全球项目交付能力,帮助我们的客户实现能源转型和净零排放。LAES 利用一种免费资源——空气,提供可靠、灵活和可持续的能源存储解决方案。LAES 是目前市场上唯一一种可提供多 GWh 存储、不受规模或地理限制且可扩展且零排放的 LDES 技术。LAES 超级灵活、耐用、具有成本竞争力,并且不存在某些传统能源存储技术中观察到的容量衰减问题。LAES 系统的放电功率通常在 25MW 到 100MW 以上,而存储容量通常在 200MWh 到 2..5GWh 之间。由于充电功率、放电功率和存储容量是分离的,LAES 非常适合长时间存储和批量能量转移应用。
液体空气储能(LAES)是一种改变游戏的技术,可以通过使其与传统来源的能源一样可靠和可调节来释放可再生能源的全部潜力。Sumitomo Shi FW将领导Laes业务,运用我们的技术开发,工程和全球项目交付能力,以帮助我们的客户进行能源过渡和净零旅行。Laes利用可免费获得的资源 - 空气,提供可靠,灵活和可持续的能源存储解决方案。laes是当今市场上唯一可提供多个GWH存储的LDE技术,可扩展,没有规模或地理约束,并且产生零排放。laes具有超虚拟,耐用,成本竞争力,并且没有某些常规的能源存储技术中观察到的容量降解问题。
随着可再生能源在能源系统中的使用越来越多,由于太阳能和风能等能源的间歇性,电网稳定性成为一个主要问题。为了弥补可再生能源的不稳定,存储技术已被视为有效的方法。液态空气储能 (LAES) 因其固有优势而受到广泛关注:不受地理限制和能量密度高。本文对存储容量为 10 MW / 80 MWh 的 LAES 系统进行了技术经济分析。根据净现值 (NPV) 和回收期对 LAES 的三种不同布局进行了评估和比较。经济结果表明,采用 2 级压缩机和 3 级膨胀机的 LAES 系统(案例 1)的净现值最大,为 91810 万美元,比采用 4 级压缩机和 4 级膨胀机且不带(案例 2)/带(案例 3)附加有机朗肯循环 (ORC) 的系统高出 33.7% 和 10.7%。此外,案例 1 的投资回收期最短,为 6.2 年,而案例 2 和 3 的投资回收期分别为 6.9 年和 6.4 年。这意味着案例 1 是所研究的 LAES 系统最有利可图的布局。
当可再生能源(风能和太阳能)的份额不断增加时,需要储能技术来确保能源系统的稳定性。液态空气储能 (LAES) 是一种很有前途的电能储存技术,具有高能量密度和不受地理限制等优点。然而,独立 LAES 的一个缺点是往返效率 (RTE) 相对较低。在本文中,研究了具有不同压缩和膨胀级数的独立 LAES 系统的性能。所有情况都使用粒子群优化 (PSO) 算法进行优化。最优结果表明,当 LAES 系统中有 2 级压缩机和 3 级膨胀机时,可获得最高的 66.7% 的 RTE。当压缩级数固定时,当膨胀段预热器中的热流和冷流具有接近平行的温度分布时,可获得最高的 RTE。
间歇性可再生能源占比高会导致频率波动,从而危及电网的持续运行。液态空气储能 (LAES) 是一种新兴技术,它不仅有助于能源部门脱碳,还具有提供可靠辅助服务的潜力。本文使用混合 LAES、风力涡轮机 (WT) 和电池储能系统 (BESS) 来研究它们在快速频率控制中的贡献。惯性控制、下垂控制和组合惯性和下垂项应用于混合可再生能源系统的每个源,并进行全面分析以研究它们对频率最低点改善的影响。分析表明,具有组合惯性和下垂控制项的 LAES 以及 WT 和 BESS 的惯性控制可提供可靠的频率控制。为了进一步改善频率最低点,提出了一种模糊控制并将其应用于 LAES。所提出的控制系统提供了更适应干扰的性能。此外,还进行了实验测试,以使用实时硬件在环测试台验证所提出的控制方法。模拟和实验结果表明,当实施可变增益控制方案时,混合可再生能源系统中的 LAES 可以显著有助于频率控制。
摘要 液态空气储能 (LAES) 处于中试规模。空气冷却和液化可储存能量;再加热可使空气在压力下重新蒸发,为涡轮机或发动机提供动力 (Ameel 等人,2013)。液化需要去除水和二氧化碳,防止结冰。本文提出随后对这种二氧化碳进行地质储存——为储能行业提供一种新型二氧化碳去除 (CDR) 副产品。它还评估了实施这种 CDR 方法的规模限制和经济机会。同样,现有的压缩空气储能 (CAES) 使用空气压缩和随后的膨胀。CAES 还可以增加二氧化碳洗涤和随后的储存,但需要额外付费。CAES 每公斤空气储存的焦耳比 LAES 少——每储存焦耳可能洗涤更多的二氧化碳。本世纪,实际运营的 LAES/CAES 技术无法提供全面的 CDR(Stocker 等人,2014 年),但它们可以提供 LAES 预计的 CO 2 处理量的约 4% 和当前技术 CAES 的不到 25%。本世纪,LAES CDR 可能达到万亿美元的规模(至少 200 亿美元/年)。由于需要额外的设备,改进的传统 CAES 存在更大但不太确定的商业 CDR 机会。CDR 对 LAES/CAES 使用量增长可能具有商业关键性,而必要的基础设施可能会影响工厂的规模和布局。理论上,低压 CAES 的建议设计在一个世纪内提供了全球规模的 CDR 潜力(忽略选址限制)——但这必须与竞争的 CDR 和储能技术进行成本核算。