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澳大利亞紐卡斯爾大學開展液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)研究
文章信息
技術領域：液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)
開發(fā)單位：澳大利亞紐卡斯爾大學 Behdad Moghtaderi
技術突破：提出并驗證了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)（LAES-TCES），效率比單獨的熱化學儲能系統(tǒng)高13.3%，儲能密度是單獨液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的近3.4倍，同時獲得了該技術的經濟性評估結果。
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.
應用價值：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現(xiàn)其儲能功能，研究結果表明應用該耦合系統(tǒng)可產生協(xié)同效應，綜合性能優(yōu)于相關的獨立儲能系統(tǒng)。
科研人員提出了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)，基于這兩個子系統(tǒng)的協(xié)同效應，該集成的儲能系統(tǒng)在許多方面都優(yōu)于獨立的液態(tài)空氣儲能和熱化學儲能技術，具有較高儲能密度、較高儲能效率、無地理限制和無環(huán)境污染等優(yōu)勢。更具體地，液態(tài)空氣儲能子系統(tǒng)確保了空氣的最小存儲體積和集成系統(tǒng)的高儲能效率，而熱化學儲能子系統(tǒng)允許其具有高儲能密度和高工作溫度，而無需燃燒化石燃料。
為了評估該集成存儲系統(tǒng)的性能，科研人員使用Aspen Plus進行了熱力學和經濟性分析。根據熱力學分析結果，綜合儲能系統(tǒng)的儲能效率和儲能密度分別為47.4%和36.8 kWh/m3，該效率比單獨的熱化學儲能系統(tǒng)高13.3%，儲能密度是單獨液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的近3.4倍。經濟效益分析表明，儲能電廠規(guī)模為60 MWe的綜合系統(tǒng)的投資回收期約為10年，30年內的平準化電費為179–186美元/MWh。
圖1 LAES-TCES耦合儲能系統(tǒng)示意圖
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東南大學開展液態(tài)空氣儲能多聯(lián)產系統(tǒng)技術與經濟性分析
文章信息
技術領域：液態(tài)空氣儲能多聯(lián)產系統(tǒng)
開發(fā)單位：東南大學，Xiaosong Zhang；伯明翰大學，Xiaohui She。
技術突破：提出了一種液態(tài)空氣儲能多聯(lián)產系統(tǒng)，分析得到了其技術經濟性，項目壽命為30年時，投資回收期較短（約5.7年），儲蓄投資比高出基準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.
應用價值：該系統(tǒng)為提高LAES系統(tǒng)的經濟效益提供了一條可行的途徑，從而促進LAES系統(tǒng)的廣泛應用。
目前獨立的液態(tài)空氣儲能（LAES）系統(tǒng)面臨的一個挑戰(zhàn)是經濟效益有待提升，僅通過電價套利，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）的LAES系統(tǒng)，它不僅能產生峰值電能，還能提供純氧和加熱功能。該系統(tǒng)由空分裝置（ASU）、氮氣液化裝置（NLU）和發(fā)電裝置（PGU）組成。
東南大學和伯明翰大學的科研人員對該系統(tǒng)進行了熱力學和經濟性分析。結果表明，與基準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，它顯示出更好的經濟性能。在項目壽命為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，它的儲蓄投資比為3.12，比基準的LAES系統(tǒng)高出約153%。對系統(tǒng)運行策略的研究表明，空分系統(tǒng)應全天運行。
圖2 LAES多聯(lián)產系統(tǒng)示意圖
文章信息
技術領域：液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)
開發(fā)單位：澳大利亞紐卡斯爾大學 Behdad Moghtaderi
技術突破：提出并驗證了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)（LAES-TCES），效率比單獨的熱化學儲能系統(tǒng)高13.3%，儲能密度是單獨液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的近3.4倍，同時獲得了該技術的經濟性評估結果。
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.
應用價值：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現(xiàn)其儲能功能，研究結果表明應用該耦合系統(tǒng)可產生協(xié)同效應，綜合性能優(yōu)于相關的獨立儲能系統(tǒng)。
科研人員提出了一種新型的液態(tài)空氣與熱化學儲能耦合系統(tǒng)，基于這兩個子系統(tǒng)的協(xié)同效應，該集成的儲能系統(tǒng)在許多方面都優(yōu)于獨立的液態(tài)空氣儲能和熱化學儲能技術，具有較高儲能密度、較高儲能效率、無地理限制和無環(huán)境污染等優(yōu)勢。更具體地，液態(tài)空氣儲能子系統(tǒng)確保了空氣的最小存儲體積和集成系統(tǒng)的高儲能效率，而熱化學儲能子系統(tǒng)允許其具有高儲能密度和高工作溫度，而無需燃燒化石燃料。
為了評估該集成存儲系統(tǒng)的性能，科研人員使用Aspen Plus進行了熱力學和經濟性分析。根據熱力學分析結果，綜合儲能系統(tǒng)的儲能效率和儲能密度分別為47.4%和36.8 kWh/m3，該效率比單獨的熱化學儲能系統(tǒng)高13.3%，儲能密度是單獨液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的近3.4倍。經濟效益分析表明，儲能電廠規(guī)模為60 MWe的綜合系統(tǒng)的投資回收期約為10年，30年內的平準化電費為179–186美元/MWh。
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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.
應用價值：該系統(tǒng)為提高LAES系統(tǒng)的經濟效益提供了一條可行的途徑，從而促進LAES系統(tǒng)的廣泛應用。
目前獨立的液態(tài)空氣儲能（LAES）系統(tǒng)面臨的一個挑戰(zhàn)是經濟效益有待提升，僅通過電價套利，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）的LAES系統(tǒng)，它不僅能產生峰值電能，還能提供純氧和加熱功能。該系統(tǒng)由空分裝置（ASU）、氮氣液化裝置（NLU）和發(fā)電裝置（PGU）組成。
東南大學和伯明翰大學的科研人員對該系統(tǒng)進行了熱力學和經濟性分析。結果表明，與基準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，它顯示出更好的經濟性能。在項目壽命為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，它的儲蓄投資比為3.12，比基準的LAES系統(tǒng)高出約153%。對系統(tǒng)運行策略的研究表明，空分系統(tǒng)應全天運行。
圖2 LAES多聯(lián)產系統(tǒng)示意圖
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