转自：光明日报

【科学·近距离】

  电力生产和输出基本是稳定的，但电力的需求却总是在峰谷间转换。能不能制造这样一个大冰箱，用冷冻的方式存储多余的电能，延长保鲜期，等需要的时候再拿出来使用。

  答案是：能！这就是液态空气储能技术。

  液态空气储能是一种新型大规模长时储能技术，能够将电网无法直接消纳的无形的电能，转化为有形的具有高能量密度的液态空气存储。

  那么，冷冻电能需要几步呢？两步。

  第一步，充电。在电力“太满”时，通过消耗电能对空气进行净化、压缩、冷却和液化，随后将-196℃的液态空气存储在储罐中。在此过程中释放的多余热能也不能浪费，储存在专门的储热装置中，以备在释能时使用。第二步，放电。当电力“不足”时，将存储的液态空气释放出来，经过加压和升温使其气化，再用这些气化的空气驱动膨胀机发电，之后并入电网。在此过程中液态空气的冷能也不浪费，储存在专门的储冷装置中，以备在下次充电时液化空气用。

  相对于其他大规模长时储能技术，液态空气储能技术具有不受地理条件限制和常压储存的突出优势，是易于实现多能互补联供、应用场景灵活多元的前沿储能技术之一。

  总的说来，液态空气储能技术有五大优势：一是高储能密度——占地面积小，满足长时、大规模储能需求；二是低碳环保——运行工质为空气，运行过程无二氧化碳及污染物排放，生命周期碳排放低；三是高可靠性——设备寿命长，运行稳定可靠，运行维护成本低；四是部署灵活——不受地理条件限制，可结合风电、光伏、液化天然气等多种能源形式，并具备多能联供能力等；五是高安全性——常压储存，避免高压气体储能带来的安全问题。

  如今，液态空气储能技术正展现出重要的战略意义和广阔的应用前景。

  在电源侧，液态空气储能系统能有力破解当前制约我国可再生新能源发展的弃风弃光问题，并能实现火电的灵活存储和释放，大幅提高火电的深度调峰能力。在电网侧，可实现电网系统的能量管理优化，具备削峰填谷、热备用、电能质量治理等功能，能在一定程度上缓解限电状况，提高系统效率和输配电设备的利用率。在负荷侧，液态空气储能系统可灵活耦合不同形式余热/冷资源，同时稳定输出冷、热、电及工业用气等多种形式能源，提升能源综合利用效率。

  近年来，英国、美国等发达国家的研究团队在这一领域取得了许多突破。在我国，中国科学院理化技术研究所、中国科学院工程热物理研究所和石家庄铁道大学等单位的研究也取得了很多成绩。例如，笔者所在的团队经过十多年的努力，突破了诸多基础研究和技术瓶颈，形成了从基础理论突破到关键核心技术研发，再到工程应用示范的完整创新链条。就在2023年，该研究团队与中国绿发投资集团合作，在青海格尔木市建设液态空气储能领域发电功率世界第一、储能规模世界最大的60MW/600MW·h示范项目。

  未来，我们能不能建成更多电能“大冰箱”？拭目以待！

（作者：王俊杰，系中国科学院理化技术研究所研究员）