韩国研究人员开创了一种储存清洁能源并按需供电的新方式。韩国机械与材料研究院的科学家研发了该国首个自主设计的液态空气储能系统(LAES),利用剩余电力将空气冷却为液态储存,需要时释放发电。该团队近日实现了日均10吨的液态空气产量,标志着该项技术向大规模商业化应用迈出重要里程碑。
按需供电
当电网出现电力过剩时,剩余电力被用于将空气冷却至极低温度直至液化。液态空气储存于绝缘储罐中,形成巨型能量储备库。当电力需求激增时,液态空气被重新加热。其体积在气化过程中急剧膨胀约700倍,产生的高压可驱动涡轮机发电。
在首席研究员朴俊英博士的带领下,韩国机械与材料研究院团队完全自主设计了两个核心组件:每分钟转速超过10万转的涡轮膨胀机,以及配备多层绝缘材料和强真空系统以维持低温环境的冷箱。这些创新使韩国首次成功完成用于能源储存的空气液化测试,证明液态空气储能技术可依靠自主技术实现。
"这是韩国实现可再生能源未来的关键一步,"朴博士表示,"大规模储能技术一直是缺失的环节,我们的研究表明液态空气储能可以突破地理限制实现这一目标。"目前大多数大规模储能依赖抽水蓄能或压缩空气储能,这两种方式虽有效但需要山地、峡谷或地下洞穴,且存在环境代价。液态空气储能则规避了这些问题 —— 它几乎可在任何地方建设,为城市和工业中心提供灵活选择,还能利用工业废热提升效率,其超低温特性也可用于工业冷却领域。
全球竞赛
韩国并非唯一研发该技术的国家。英国、中国和美国的企业早已开始探索液态空气储能介质。韩国机械与材料研究院的成果之所以突出,在于其完全自主研发的特性。这对韩国建设全国性可再生能源输送网络的能源超高速公路计划至关重要。
虽然当前系统的规模与该国电力需求相比仍显不足,但成功运作为技术可行性提供了概念验证。若实现规模化应用,空气储能或将成为最清洁、最多元化的可再生能源存储方式之一。目前这项技术尚处于早期阶段,但在全球亟需长效储能方案的背景下,韩国的突破表明未来能源解决方案可能就隐藏在我们司空见惯的空气之中。
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