一种新型的基于二氧化碳混合物的液体储能系统

刘 旭，杨绪青，刘 展

（青岛科技大学机电工程学院，山东 青岛 266061）

传统化石能源的加速消耗和日益严重的环境问题已经成为社会进步的主要障碍，因此人们越来越重视开发替代能源。近年来，可再生能源作为一种绿色资源得到了迅速发展。然而，可再生能源固有的间歇性和波动性特性给电网安全带来了重大挑战，同时也限制了可再生能源的进一步发展[1-2]。为了解决这一问题，需要开发一种安全、经济可行的能源储存技术来保证可再生能源的稳定利用[3]。

在众多能源储存技术中，压缩空气储能(CAES)因其生命周期长、成本低等优点，被认为是一种很有前景的储能方式[4-5]。为了提高CAES系统的能量密度和装置的安全性，国内外学者提出一种基于液化二氧化碳的新型储能技术[6]。该技术展现了优良的性能，一方面，二氧化碳(CO2)因其临界状态更容易获得(30.98℃,7.38 MPa)而容易实现液化；另一方面，CO2在超临界区域显著变化的物理性质，在减小压缩机耗功的同时使得系统结构更加紧凑[7]。

目前，各国学者开展了许多基于液体二氧化碳储能(LCES)技术的研究工作。Wang等[6]提出了一个基于液体二氧化碳的新型储能系统，并采用一套有机朗肯循环系统来充分利用涡轮机出口的余热，该系统最大循环效率可达56.64%。Xu等[8]提出了一个新型的基于朗肯循环的双人工储罐LCES系统，并将该系统与相同工况下的液体空气储能(LAES)对比，发现该系统的循环效率比LAES系统高7.52%，㶲效率比LAES系统高21.72%。Liu等[9]通过集成跨临界布雷顿循环、电热能储存装置和喷射器冷凝循环，提出了一个创新的LCES系统，该系统采用喷射器冷凝循环解决涡轮机出口CO2的冷凝问题，并利用电热储存装置来提高系统的容量。……