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新型储能“超级充电宝”用上宝钢高端材料

2024-05-23 14:38:37

来源:宝钢股份直通车

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手机、IPAD没电了,需要充电宝。

电网没电了,现在可以用“空气充电宝”。

“空气充电宝”即压缩空气储能技术,它在电力富裕时将空气压缩储存在储气系统中,在需要电力时放出空气推动发电机发电,就像一个“超级充电宝”。

相对于抽水蓄能和电池储能,压缩空气储能是一项全新的物理的储能技术,各项技术指标很有竞争力。两年多来,宝钢高端材料成功应用于压缩空气储能电站建设,以硬核实力助力国家新型储能行业健康、高效发展。

近年来,在国家“双碳”政策指引下,新能源电力投入不断增加。2022年,国家发展改革委、国家能源局发布《“十四五”新型储能发展实施方案》提出“要开展压缩空气储能等关键核心技术装备和集成优化设计研究”,宝钢中央研究院综合材料解决方案中心(宝钢新创享)积极投身这一新兴产业,为压缩空气储能电站建设用材提供全方位、高质量的综合解决方案。

“压缩空气储能技术凭借其高效、大容量、安全的优点,发展潜力较大,目前正处于行业的快速成长期。”能源用材解决方案中心主任雷同介绍说,在这项技术的发展过程中,材料科学成为核心关键的一环,在全新且复杂的工况下要求材料高效、安全及长寿命。宝钢从满足用户需求出发,中央研究院、钢管条钢事业部、厚板事业部等骨干人员组成项目组,快速研制符合应用要求的钢材。

压缩空气储能电站包括压缩系统、储热系统、发电系统和储气系统四大部分,其中,储气系统形式多样,有盐穴、人工硐室、地面储气等三大类,而盐穴储气因其经济性尤为突出。“盐穴是位于地下深盐层中的巨大洞穴,体积可达百万立方米,装得下一幢摩天大楼。它具有良好的密封性与地质结构稳定性,是储存各类气体的最佳‘大气包’”。能源用材解决方案中心主任研究员赵永安说,如果盐穴是“肺”,那输入输出空气的注采管柱就是“喉管”。注采管柱的密封性能要求很高,但在高压、高温、高湿度及高盐分的极端环境中极易腐蚀,成为新型储能行业的“卡脖子”问题。

为此,中央研究院利用高压腐蚀评估方面的强大技术实力,对超过20种材料及多种表面处理工艺进行了全面评价与筛选,积累了宝贵的第一手数据。项目组不仅完成了材料的系统性评估,还针对不同盐浓度、压力、温度及气体流速进行了综合测试,终于突破“卡脖子”难题,开创性地研制出满足苛刻服役要求的复合材料注采管柱。这套技术方案通过第三方权威机构的全面验证,具备批量生产能力,获得业界充分肯定。

此外,在地面储气系统的建设中,能源用材解决方案中心深入分析压力容器及管道的标准规范,与合作伙伴共同研发了标准化、高效能的储气方案,依托宝钢股份的规模化生产能力,显著降低了储气系统的成本。“两年多来,一些国家重点能源项目,采纳了宝钢提供的地面储气解决方案,得到用户认可”,雷同说。与此同时,宝钢同步展开了高压气体输送、储热/换热等系统用钢的系列研究,并形成了综合材料解决方案,有效降低了成本,提升了效益。截止目前,已经在多个百兆瓦级储能项目得以应用,用户反响良好。

目前,中国的压缩空气储能技术在世界处于领先地位,多个百兆瓦以上功率、4小时以上储能时长的项目在建设中。未来,宝钢将继续与行业深度合作,勇担钢铁报国使命,以“新”提质,为新兴行业未知工况提供全面的综合材料应用方案,着力推进新能源产业科技创新,为加快能源绿色低碳转型,保障国家能源安全注入强劲动能。