中国百兆瓦级二氧化碳储能并网！年储2.9亿度电，可连续发电6小时

141个储罐整齐排列，每个能容纳100吨液态二氧化碳。旁边，5座白色大型储气仓矗立在新疆戈壁上。这样一套看起来颇为特别的设施，一次可以释放超过60万度清洁电力。二氧化碳通常与温室效应联系在一起，如今却在这里承担了储存绿电的任务。

10月2日，央视新闻报道，我国首个百兆瓦级压缩二氧化碳储能项目成功并网，它就是中国华电新疆木垒压缩二氧化碳储能项目。该项目于9月30日实现并网发电，储能规模达到100兆瓦、1000兆瓦时。

二氧化碳在这里充当循环介质，电站输出的能量，来自此前输入的电力。在用电低谷，电动机带动压缩机工作，把储气仓里的二氧化碳压缩。随着气体被压缩，压力提高，温度也随之上升。这就像给自行车轮胎连续打气，气筒会逐渐发热。大型压缩机处理的气体更多，压缩过程中产生的热量也相当可观。

木垒项目把这部分热量收集起来，存入储热系统。压缩后的二氧化碳经过冷却、冷凝，转为液态，进入储液单元。到了电网需要电力的时候，流程反向运行。

液态二氧化碳先气化，再利用此前储存的热量加热，形成具备做功能力的高压气体。气体进入透平膨胀，推动叶片旋转，带动发电机输出电力。完成做功的二氧化碳回到储气系统，等待下一轮压缩，整套装置由此形成密闭循环。

压缩时产生的热量如果直接散掉，发电时就少了一部分可以利用的能量。把热留住，再在放电阶段送回二氧化碳，才能提高整个循环的能量利用水平。

一个关键原因是它的物理性质适合这条技术路线。在适当的压力和温度条件下，二氧化碳可以液化。液体比低压气体紧凑得多，同样一份二氧化碳，变成液态以后，储存所需的空间明显缩小。

现场有141个储罐，按每个储罐可容纳100吨液态二氧化碳计算，141个储罐的合计容纳能力为1.41万吨。它们与大型储气仓配合，为同一批循环介质在不同状态下提供存放空间。

木垒项目占地840余亩，配置5座储气仓、141个储液单元和97个储热单元，采用地面设施实现二氧化碳密闭循环，不依赖特定的地下地质条件。部分压缩气体储能方案需要合适的地下储气空间。木垒项目采用的路线，让大型储能设施有机会围绕新能源基地和电网需求进行布局。

木垒项目公布的100兆瓦，相当于10万千瓦。按这一功率发电1小时，输出电量就是10万千瓦时，也就是10万度电。该项目能够连续发电超过6小时，对于电网来说，这样的持续供电能力，可以覆盖一段较长的用电高峰。

对新疆这样的新能源资源大区而言，持续放电能力尤其重要。光伏电站白天集中发电，傍晚以后出力迅速下降。风电可以夜间发电，但风力变化也会让输出波动。电网需要协调这些变化，确保发电与用电持续匹配。

假设一片光伏基地中午出力很高，而当地负荷和外送通道一时无法接纳全部电力，储能电站就可以在具备调度条件时吸收其中一部分。傍晚光伏出力下降，居民做饭、照明等用电需求增加，再把储存的能量释放出来。这样，部分午间绿电就能够用于晚间供电。

把二氧化碳压成液体，再让它膨胀做功，原理并不复杂。但把这套过程放大到百兆瓦级，需要解决的问题远比原理复杂。

首先是压缩机，气体流量很大，机组要在不同负荷下工作，还需要适应启停和调度变化。压缩机多消耗一部分电力，整个电站能够交付的电量就会减少。

其次是透平，气体经过叶片膨胀时，压力、温度和流动状态不断变化。设备既要高效转动，也要保持机械稳定，避免振动、密封和轴系等问题影响运行。

换热系统同样关键，储能和发电过程中，热量需要在二氧化碳与储热介质之间转移。换热能力不足，会影响充放电速度。热量保存得不好，又会影响下一次放电。

最后，还需要控制系统把所有设备协调起来。什么时候开阀，流量如何调节，温度和压力怎样控制，机组如何逐步加载，都关系到电站能否平稳接入电网。

央视报道介绍，项目设计制造的关键核心技术完全自主可控。

根据新华社公布的项目全面投运后年度数据，木垒项目每年可在低谷时储存2.9亿千瓦时绿电，在高峰时释放1.8亿千瓦时电力。用这两个数字相除，输出电量约为输入电量的62.1%。

损耗主要发生在压缩、换热、膨胀、机械传动以及辅助设备运行等环节。既然会损失电量，为什么还要建设储能？

因为电力的使用价值与时间有关，在电力富余时，一部分发电能力可能因为消纳条件受限而无法充分利用。到了高峰时段，电网又需要增加供电。储能承担能量转换损失，把一部分富余电力转移到更需要它的时候使用。是否划算，要比较充电成本、放电收益，以及设备投资和长期运维支出。

总之，木垒项目提供了一条值得验证的新路线。它利用二氧化碳气液转换、储热和透平发电，为新能源基地增加长时储能选择，也为国产装备积累工程经验。