充电宝是生活中常见的储能小电器。随着现代技术的发展,充电宝的形式不再局限于一块小小的电池,许多功能更强大、场景更多元的充电宝逐渐诞生了。例如,“名声”不太好的二氧化碳居然也摇身一变,成了大号充电宝。
像在银行存钱一样,将电能储存起来
近年来,随着我们对光伏和海上风电的大规模开发,我国新能源发电装机容量迅猛增加。可新能源发电“看天吃饭”,电量并不稳定,往往与我们的实时用电需求不匹配。因而,建设大规模储能发电设施成了迫切需要。
储能发电设施就像一个大号充电宝,当用电少而发电多时,将电能储存起来;当用电多而发电不足时,就释放电能。
过去,抽水蓄能是实现大规模储能的普遍方案,但其成本高、资源损耗大。后来,我国将废弃盐穴作为储气库,开发了压缩空气储能项目。在用电低谷时,我们利用电能将空气抽取、压缩到地下盐穴中;在用电高峰时,再释放压缩的空气进行发电。整个过程通过空气的压缩和释放,来实现电能的存储和输出。
如今,科研人员将二氧化碳变成了储能的法宝,制作出大号“二氧化碳充电宝”,让它也为实现“双碳”目标出把力。
“二氧化碳充电宝”如何大放异彩
抽水蓄能、压缩空气储能以及二氧化碳储能,都是大规模、可用于调节用电峰谷的储能技术。其中,压缩空气储能和二氧化碳储能,都属于压缩气体储能技术。
相比压缩空气储能而言,二氧化碳储能有自己独特的优势。一方面,二氧化碳比空气更容易凝结成液态;另一方面,二氧化碳储能提供了大规模利用二氧化碳的可能性,这有助于减少二氧化碳的排放,变废为宝,可谓一举两得。
“二氧化碳充电宝”就像一个多面手,既能紧跟“潮流”,又能与“传统”产生有益碰撞。它不仅能与太阳能、风能等新能源配套,有效弥补它们无法提供稳定、持续的电力供应等弱点,还可以与传统火力发电配套,作为其灵活运行时的功率补偿,大幅提升能量综合利用效率和配电站用电调峰能力。
例如,我们常常在新闻上看到,各种大规模停电事件对人们生活或者正在运作的工厂造成不便和巨大的经济损失。如果此时电网的集配站配有“二氧化碳充电宝”,那么我们就可以利用其储存的电能,优先给一部分关键地区供电,大大降低经济损失。
“二氧化碳充电宝”的光明未来
2022年8月,全球首个“二氧化碳+飞轮储能”示范项目在四川省德阳市建成,标志着我国这一储能技术迈开工程化应用的步伐。
这个“零碳超级充电宝”占地18000平方米,储能规模为10MW/20MWh,即能在2小时内存满2万度电,足够60多个家庭使用1个月。整个充放电过程不会用到化石燃料,也不会产生固体废弃物,完全做到零碳排放。
2023年8月,我国科研团队在河北省廊坊市建设了国内首个百千瓦二氧化碳储能示范验证项目。未来,我国还有更大规模的、百兆瓦级二氧化碳储能项目在规划中。
百兆瓦级的二氧化碳储能系统是什么概念?假如按照每户每月用电350~450度来计算,一套储能规模为100MW/400MWh的二氧化碳储能系统,一次充放电就可供近千个家庭用电1个月。而该系统完成一次充放电过程仅需几个小时。
“二氧化碳充电宝”的出现,不仅提供了一种减少大气中二氧化碳含量的新方式,还提供了一种可持续的电力来源。在这个过程中,二氧化碳不再是被人们所厌恶的温室气体,而是成为一种有价值的资源,助力环境保护和经济发展。
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