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向“新”而行| 新型儲能“超級充電寶”用上寶鋼高端材料

2024-05-24 10:121410寶鋼股份直通車

手機(jī)、IPAD沒電了,需要充電寶。

電網(wǎng)沒電了,現(xiàn)在可以用“空氣充電寶”。

“空氣充電寶”即壓縮空氣儲能技術(shù),它在電力富裕時將空氣壓縮儲存在儲氣系統(tǒng)中,在需要電力時放出空氣推動發(fā)電機(jī)發(fā)電,就像一個“超級充電寶”。

相對于抽水蓄能和電池儲能,壓縮空氣儲能是一項全新的物理的儲能技術(shù),各項技術(shù)指標(biāo)很有競爭力。兩年多來,寶鋼高端材料成功應(yīng)用于壓縮空氣儲能電站建設(shè),以硬核實力助力國家新型儲能行業(yè)健康、高效發(fā)展。

近年來,在國家“雙碳”政策指引下,新能源電力投入不斷增加。2022年,國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出“要開展壓縮空氣儲能等關(guān)鍵核心技術(shù)裝備和集成優(yōu)化設(shè)計研究”,寶鋼中央研究院綜合材料解決方案中心(寶鋼新創(chuàng)享)積極投身這一新興產(chǎn)業(yè),為壓縮空氣儲能電站建設(shè)用材提供全方位、高質(zhì)量的綜合解決方案。

“壓縮空氣儲能技術(shù)憑借其高效、大容量、安全的優(yōu)點,發(fā)展?jié)摿^大,目前正處于行業(yè)的快速成長期?!蹦茉从貌慕鉀Q方案中心主任雷同介紹說,在這項技術(shù)的發(fā)展過程中,材料科學(xué)成為核心關(guān)鍵的一環(huán),在全新且復(fù)雜的工況下要求材料高效、安全及長壽命。寶鋼從滿足用戶需求出發(fā),中央研究院、鋼管條鋼事業(yè)部、厚板事業(yè)部等骨干人員組成項目組,快速研制符合應(yīng)用要求的鋼材。

壓縮空氣儲能電站包括壓縮系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)和儲氣系統(tǒng)四大部分,其中,儲氣系統(tǒng)形式多樣,有鹽穴、人工硐室、地面儲氣等三大類,而鹽穴儲氣因其經(jīng)濟(jì)性尤為突出。“鹽穴是位于地下深鹽層中的巨大洞穴,體積可達(dá)百萬立方米,裝得下一幢摩天大樓。它具有良好的密封性與地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,是儲存各類氣體的最佳‘大氣包’”。能源用材解決方案中心主任研究員趙永安說,如果鹽穴是“肺”,那輸入輸出空氣的注采管柱就是“喉管”。注采管柱的密封性能要求很高,但在高壓、高溫、高濕度及高鹽分的極端環(huán)境中極易腐蝕,成為新型儲能行業(yè)的“卡脖子”問題。

為此,中央研究院利用高壓腐蝕評估方面的強(qiáng)大技術(shù)實力,對超過20種材料及多種表面處理工藝進(jìn)行了全面評價與篩選,積累了寶貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。項目組不僅完成了材料的系統(tǒng)性評估,還針對不同鹽濃度、壓力、溫度及氣體流速進(jìn)行了綜合測試,終于突破“卡脖子”難題,開創(chuàng)性地研制出滿足苛刻服役要求的復(fù)合材料注采管柱。這套技術(shù)方案通過第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)的全面驗證,具備批量生產(chǎn)能力,獲得業(yè)界充分肯定。

此外,在地面儲氣系統(tǒng)的建設(shè)中,能源用材解決方案中心深入分析壓力容器及管道的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,與合作伙伴共同研發(fā)了標(biāo)準(zhǔn)化、高效能的儲氣方案,依托寶鋼股份的規(guī)模化生產(chǎn)能力,顯著降低了儲氣系統(tǒng)的成本。“兩年多來,一些國家重點能源項目,采納了寶鋼提供的地面儲氣解決方案,得到用戶認(rèn)可”,雷同說。與此同時,寶鋼同步展開了高壓氣體輸送、儲熱/換熱等系統(tǒng)用鋼的系列研究,并形成了綜合材料解決方案,有效降低了成本,提升了效益。截止目前,已經(jīng)在多個百兆瓦級儲能項目得以應(yīng)用,用戶反響良好。

目前,中國的壓縮空氣儲能技術(shù)在世界處于領(lǐng)先地位,多個百兆瓦以上功率、4小時以上儲能時長的項目在建設(shè)中。未來,寶鋼將繼續(xù)與行業(yè)深度合作,勇?lián)撹F報國使命,以“新”提質(zhì),為新興行業(yè)未知工況提供全面的綜合材料應(yīng)用方案,著力推進(jìn)新能源產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新,為加快能源綠色低碳轉(zhuǎn)型,保障國家能源安全注入強(qiáng)勁動能。


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