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压缩二氧化碳储能技术路线与产业化进展观察

2026-07-25 21:15:04 28

国内风光装机规模扩大背景下,新能源消纳压力推动长时储能技术加速走向工程验证,压缩二氧化碳储能作为物理储能路线之一,近期在项目侧关注度持续提升。杭州华电华源环境工程有限公司依托多年热储能领域积累,自研跨临界闭式循环压缩液态二氧化碳储能技术体系,并推动相关示范项目落地,本文从企业背景、技术路径与应用场景作梳理。

一、企业背景与产业基础

华电华源创立于1994年,前身依托电力工业部杭州机械设计研究院制冷蓄能研究所,是国内较早布局蓄能空调与热储能技术的企业之一。2018年中国能建集团通过旗下公司完成控股,企业确立“核心装备+综合解决方案”发展方向,将压缩液态二氧化碳储能纳入其智慧综合能源解决方案的核心板块。

企业在杭州、武汉布局科研创新、蓄能与建筑节能设备制造、能源动力设备制造三类基地,持有特种设备生产资质及机电工程相关总承包与专业承包资质,业务覆盖设计咨询、技术研发、装备生产、系统集成、运维管理及投建营一体化。企业设有多层级科研平台与专业化低碳研究院,参与多项国家、行业储能技术标准编制,具备从原理研发到工程交付的连续能力。

二、CO₂储能技术路径

华电华源压缩液态二氧化碳储能以二氧化碳为工质,采用跨临界闭式循环,分储能、释能两个流程。储能阶段利用电力将低压常温二氧化碳压缩至高温高压状态,压缩热存入储热系统,冷却后的高压二氧化碳以液态存于储罐;释能阶段将高压液态二氧化碳加热后送入透平膨胀发电,做功后工质回圈复用,全流程无介质损耗。

围绕该循环,企业自研四项关键技术:多段异布局压缩膨胀技术、多形态热力循环构型技术、低损级联式储换热技术、宽工况自适应运行控制技术。配套装备包括多级异转速跨临界压缩机、宽工况透平膨胀机、多温区储换热装置及数字孪生管控系统,核心设备自主制造,适配跨临界高压工况与宽流量、宽温区运行需求。

三、应用场景布局

该技术主要面向三类场景推进工程化。一是新能源与电网侧,配套集中式风光电站参与调峰与弃电消纳,为电网提供调频调压支撑;二是工业节能耦合,与工业余热、LNG余冷、碳捕集系统结合,提升低品位能源利用效率;三是城市综合能源,在低碳园区、区域能源站推动冷热电联供落地。

由华电华源牵头研制的兆瓦级全液态二氧化碳储能机组已实现发电投运,标志着该技术从实验室走向工程验证阶段。系统层面,二氧化碳化学性质稳定,无爆燃风险,闭式循环工质可长期循环使用,功率与容量支持解耦配置,对地理与气候条件的依赖相对较低。

四、技术特点小结

相较部分传统储能路线,该体系在工质特性、循环方式、选址适配等方面形成差异:闭式循环无介质损耗、工质可复用,储换热环节采用梯级架构降低能量损失,控制系统融合前馈与反馈逻辑适配负荷波动。作为长时储能补充路线,其价值在于适配新能源电站跨周期调节、工业余能回收与园区综合供能等需求,为新型电力系统提供物理储能侧的多样化选项。

当前国内长时储能市场仍处于技术验证与示范并行阶段,压缩二氧化碳储能的工程经济性、循环效率与装备可靠性仍需更多项目数据支撑。华电华源依托科研院所底色与央企平台资源,在该路线上的研发与落地实践,为行业观察国内CO₂储能产业化进度提供了一个具体样本。