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澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)開展液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)研究
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)
開發(fā)單位：澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué) Behdad Moghtaderi
技術(shù)突破：提出并驗(yàn)證了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)（LAES-TCES），效率比單獨(dú)的熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)高13.3%，儲(chǔ)能密度是單獨(dú)液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的近3.4倍，同時(shí)獲得了該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估結(jié)果。
文章名稱：Sike Wu, Behdad Moghtaderi, et al. Techno-economic analysis of an integrated liquid air and thermochemical energy storage system. Energy Conversion and Management, 2020.
應(yīng)用價(jià)值：所提出的LAES-TCES系統(tǒng)能以更清潔、更高效、更具成本效益的方式實(shí)現(xiàn)其儲(chǔ)能功能，研究結(jié)果表明應(yīng)用該耦合系統(tǒng)可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，綜合性能優(yōu)于相關(guān)的獨(dú)立儲(chǔ)能系統(tǒng)。
科研人員提出了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)，基于這兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)，該集成的儲(chǔ)能系統(tǒng)在許多方面都優(yōu)于獨(dú)立的液態(tài)空氣儲(chǔ)能和熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，具有較高儲(chǔ)能密度、較高儲(chǔ)能效率、無地理限制和無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。更具體地，液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)確保了空氣的最小存儲(chǔ)體積和集成系統(tǒng)的高儲(chǔ)能效率，而熱化學(xué)儲(chǔ)能子系統(tǒng)允許其具有高儲(chǔ)能密度和高工作溫度，而無需燃燒化石燃料。
為了評(píng)估該集成存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，科研人員使用Aspen Plus進(jìn)行了熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析。根據(jù)熱力學(xué)分析結(jié)果，綜合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能密度分別為47.4%和36.8 kWh/m3，該效率比單獨(dú)的熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)高13.3%，儲(chǔ)能密度是單獨(dú)液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的近3.4倍。經(jīng)濟(jì)效益分析表明，儲(chǔ)能電廠規(guī)模為60 MWe的綜合系統(tǒng)的投資回收期約為10年，30年內(nèi)的平準(zhǔn)化電費(fèi)為179–186美元/MWh。
圖1 LAES-TCES耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖
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東南大學(xué)開展液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)
開發(fā)單位：東南大學(xué)，Xiaosong Zhang；伯明翰大學(xué)，Xiaohui She。
技術(shù)突破：提出了一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，分析得到了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，項(xiàng)目壽命為30年時(shí)，投資回收期較短（約5.7年），儲(chǔ)蓄投資比高出基準(zhǔn)LAES系統(tǒng)153%。
文章名稱：Chen Wang, Xiaosong Zhang, Xiaohui She, et al. Techno-economic analyses of multi-functional liquid air energy storage for power generation, oxygen production and heating. Applied Energy, 2020.
應(yīng)用價(jià)值：該系統(tǒng)為提高LAES系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益提供了一條可行的途徑，從而促進(jìn)LAES系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
目前獨(dú)立的液態(tài)空氣儲(chǔ)能（LAES）系統(tǒng)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是經(jīng)濟(jì)效益有待提升，僅通過電價(jià)套利，其投資回收期約15年。為了解決這一問題，科研人員首次提出了一種多功能（多聯(lián)產(chǎn)）的LAES系統(tǒng)，它不僅能產(chǎn)生峰值電能，還能提供純氧和加熱功能。該系統(tǒng)由空分裝置（ASU）、氮?dú)庖夯b置（NLU）和發(fā)電裝置（PGU）組成。
東南大學(xué)和伯明翰大學(xué)的科研人員對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析。結(jié)果表明，與基準(zhǔn)LAES系統(tǒng)（NLU+PGU）相比，多功能LAES系統(tǒng)由于ASU的額外電力消耗，往返效率較低，約為0.39。但是，由于純氧和加熱的額外收益，它顯示出更好的經(jīng)濟(jì)性能。在項(xiàng)目壽命為30年的情況下，多功能LAES系統(tǒng)（10 MW/80 MWh）的投資回收期較短，約為5.7年。此外，它的儲(chǔ)蓄投資比為3.12，比基準(zhǔn)的LAES系統(tǒng)高出約153%。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行策略的研究表明，空分系統(tǒng)應(yīng)全天運(yùn)行。
圖2 LAES多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)
開發(fā)單位：澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué) Behdad Moghtaderi
技術(shù)突破：提出并驗(yàn)證了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)（LAES-TCES），效率比單獨(dú)的熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)高13.3%，儲(chǔ)能密度是單獨(dú)液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的近3.4倍，同時(shí)獲得了該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性評(píng)估結(jié)果。
文章名稱：Sike Wu, Behdad Moghtaderi, et al. Techno-economic analysis of an integrated liquid air and thermochemical energy storage system. Energy Conversion and Management, 2020.
應(yīng)用價(jià)值：所提出的LAES-TCES系統(tǒng)能以更清潔、更高效、更具成本效益的方式實(shí)現(xiàn)其儲(chǔ)能功能，研究結(jié)果表明應(yīng)用該耦合系統(tǒng)可產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，綜合性能優(yōu)于相關(guān)的獨(dú)立儲(chǔ)能系統(tǒng)。
科研人員提出了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學(xué)儲(chǔ)能耦合系統(tǒng)，基于這兩個(gè)子系統(tǒng)的協(xié)同效應(yīng)，該集成的儲(chǔ)能系統(tǒng)在許多方面都優(yōu)于獨(dú)立的液態(tài)空氣儲(chǔ)能和熱化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，具有較高儲(chǔ)能密度、較高儲(chǔ)能效率、無地理限制和無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)。更具體地，液態(tài)空氣儲(chǔ)能子系統(tǒng)確保了空氣的最小存儲(chǔ)體積和集成系統(tǒng)的高儲(chǔ)能效率，而熱化學(xué)儲(chǔ)能子系統(tǒng)允許其具有高儲(chǔ)能密度和高工作溫度，而無需燃燒化石燃料。
為了評(píng)估該集成存儲(chǔ)系統(tǒng)的性能，科研人員使用Aspen Plus進(jìn)行了熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析。根據(jù)熱力學(xué)分析結(jié)果，綜合儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率和儲(chǔ)能密度分別為47.4%和36.8 kWh/m3，該效率比單獨(dú)的熱化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)高13.3%，儲(chǔ)能密度是單獨(dú)液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的近3.4倍。經(jīng)濟(jì)效益分析表明，儲(chǔ)能電廠規(guī)模為60 MWe的綜合系統(tǒng)的投資回收期約為10年，30年內(nèi)的平準(zhǔn)化電費(fèi)為179–186美元/MWh。
圖1 LAES-TCES耦合儲(chǔ)能系統(tǒng)示意圖
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東南大學(xué)開展液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析
文章信息
技術(shù)領(lǐng)域：液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)
開發(fā)單位：東南大學(xué)，Xiaosong Zhang；伯明翰大學(xué)，Xiaohui She。
技術(shù)突破：提出了一種液態(tài)空氣儲(chǔ)能多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，分析得到了其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，項(xiàng)目壽命為30年時(shí)，投資回收期較短（約5.7年），儲(chǔ)蓄投資比高出基準(zhǔn)LAES系統(tǒng)153%。
文章名稱：Chen Wang, Xiaosong Zhang, Xiaohui She, et al. Techno-economic analyses of multi-functional liquid air energy storage for power generation, oxygen production and heating. Applied Energy, 2020.
應(yīng)用價(jià)值：該系統(tǒng)為提高LAES系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益提供了一條可行的途徑，從而促進(jìn)LAES系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用。
目前獨(dú)立的液態(tài)空氣儲(chǔ)能（LAES）系統(tǒng)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是經(jīng)濟(jì)效益有待提升，僅通過電價(jià)套利，其投資回收期約15年。為了解決這一問題，科研人員首次提出了一種多功能（多聯(lián)產(chǎn)）的LAES系統(tǒng)，它不僅能產(chǎn)生峰值電能，還能提供純氧和加熱功能。該系統(tǒng)由空分裝置（ASU）、氮?dú)庖夯b置（NLU）和發(fā)電裝置（PGU）組成。
東南大學(xué)和伯明翰大學(xué)的科研人員對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)和經(jīng)濟(jì)性分析。結(jié)果表明，與基準(zhǔn)LAES系統(tǒng)（NLU+PGU）相比，多功能LAES系統(tǒng)由于ASU的額外電力消耗，往返效率較低，約為0.39。但是，由于純氧和加熱的額外收益，它顯示出更好的經(jīng)濟(jì)性能。在項(xiàng)目壽命為30年的情況下，多功能LAES系統(tǒng)（10 MW/80 MWh）的投資回收期較短，約為5.7年。此外，它的儲(chǔ)蓄投資比為3.12，比基準(zhǔn)的LAES系統(tǒng)高出約153%。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行策略的研究表明，空分系統(tǒng)應(yīng)全天運(yùn)行。
圖2 LAES多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)示意圖
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