一个英国财团开发液态空气蓄能技术

一个英国财团开发了Prisma系统，该系统通过一个填充相变材料的潜能冷库，以液态空气的形式存储热能，提供现场压缩空气。预计其平准化蓄能成本为GBP 114 ($143.10)/MWh。

英国商业、能源和工业战略部（BEIS）最近向一个由伯明翰储能研究中心（BCES）、Aggregate Industries和Innovatium（一个液态空气蓄能系统开发商）组成的财团拨付了35万英镑资金。

“这笔资金将用于在Aggregate Industries位于斯塔福德郡的Cauldon水泥厂示范‘通过对空气的综合储存和管理来降低峰值’（Prisma）创新系统，实现从实验室测试到工厂应用示范的转变，”BCES在一份声明中表示，“这将是Prisma系统走向完全商业化的关键一步。”

Prisma系统将在英格兰东北部制造，目标是在2023年初安装第一个工业规模的仪表后系统。BCES总监Yulong Ding告诉《光伏》杂志：“在Aggregate Industries进行示范之后，Innovatium目前已完成了一轮90万英镑的Prisma产品开发投资。”

LAES系统以液态空气的形式储存热能，提供现场压缩空气。该系统通过一个填充相变材料 （PCM）的潜能冷库工作，该相变材料由Innovatium与伯明翰大学合作设计和测试。LAES系统被应用于Aggregate Industries运营的一个现有压缩空气网络。相变材料可以吸收、存储和释放一定温度范围内的大量潜热，在研究层面经常被用于冷却光伏组件。

用于液态空气蓄能的相变材料在-150℃以下的低温条件下工作，可在冷冻和融化循环之间存储和释放大量热能。

Ding表示：“Innovatium公司目前正在与伯明翰和斯特拉斯克莱德大学的研究人员合作，开发一种特殊配方，这种配方不会随着时间的推移而降解，因此比传统电池更安全、更环保。”

两种相变材料是在约-100℃和-160℃之间的相变温度范围内进行研制。相变材料是复合材料，通常由相变材料、结构稳定材料和传热增强材料制成。

在充电阶段（即非高峰时段），该系统利用可再生能源产生的多余电力，并通过空气液化过程将其以液态空气的形式存储起来。在这个过程中，液态空气被压缩，通过填充床冷库进行冷却，在相变材料冷库中利用蓄冷进行液化，最后在排放过程中被释放膨胀，为客户工厂提供压缩空气。

液态空气的冷能量也在排放过程中储存起来，以便在液化过程进行再利用，以减少电力消耗。当结合一个蓄热器或热源时，这项技术可以应用于在空气膨胀涡轮中产生电力。

Prisma系统使用液态空气作为其蓄能介质，液态空气的密度可达到周围空气的700倍。

Ding强调：“该系统可以为工业消费者提供数小时的备用压缩空气，可以作为一个大型缓冲蓄能器，通过减少所有压缩空气系统常见的部分负荷低效问题，提高空气压缩机的运行效率。”

该财团表示，他们从未尝试过通过系统设计和集成设备与组件，在工业环境中提供压缩空气。对于一个完全开发的系统，其目标安装成本为GBP 400/kWh。

“然而，Innovatium公司确实指出，该系统不存在可使预期平准化蓄能成本达到GBP 114/MWh的降解或循环限制。他们从市场上收到的反馈表明，商业应用将适合购电协议（PPA），特别是与太阳能购电协议相结合时，”Ding总结道，“我们的预计平准化能源成本在$0.15/kWh至$0.30/kWh之间。”