近日，世界首個電網規模的蓄熱儲能系統在英國Hampshire郡建造完成，目前系統正在調試中，該儲能系統成本與抽水蓄能相當、成為最具成本優勢、最靈活的電網級儲能技術。未來能否擁有廣闊的應用市場？

世界首個電網側蓄熱儲能系統

2016年8月，英國國家蓄熱儲能設施首次公開展示了該技術在低成本、儲能效率和靈活性方面的潛力。2017年12月，能源技術研究所和紐卡斯爾大學簽訂了這項蓄熱儲能技術協議，為英國電網建造儲能設施。在Isentropic公司開發和測試的一系列原型系統的基礎上，能源技術研究所投資1500萬英鎊，英國Hampshire郡Joseph Swan爵士的能源研究中心設計打造了世界上第一臺電網規模蓄熱儲能系統，該套系統儲能容量為150kW/600kWh，目前已經安裝完成正在測試中。

項目主導負責人Andrew Smallbone博士說這是世界上首個電網級蓄熱儲能示范項目。過去的十年里已經有人對這種技術進行了大量的研究和化分析，然而到目前為止，還沒能夠成功地展示出一個真實的工作系統。“這種技術看起來和電池儲能差不多，但是在電網側它更便宜。”

目前世界上主要應用的儲能技術是抽水蓄能和電池儲能，“即使在2030年，電池單位成本仍將令人望而卻步，比抽水蓄能電站高出33%-66%。這種蓄熱儲能的單位發電成本非常低，與抽水蓄能相近，但其優點是幾乎可以建設部署在任何地方，而且是以低成本按需求、分布式安裝，提供高品質的熱能和低溫能。”


工作原理

與其他儲能技術不同的是，蓄熱儲能解決方案意味著，當需要時，可以將能量作為高級熱能、低溫熱能或電能的組合進行輸送。一項創新設施，利用冷熱巖石之間的溫差來儲存能量。

該示范項目包含首個150kw熱泵連接電網，并使用創新的可逆熱泵發動機，將電能轉換為熱能。該系統利用來自電網的多余電能驅動熱泵，將電能轉化為熱能。在熱側，氬氣被壓縮后升溫到500℃，而后通過含有巖石儲能材料的空間，并將其能量釋放到儲能材料中；在冷端，氬氣膨脹后降溫到-160℃，同樣通過儲能材料后將能量釋放到儲能材料。如此，設施兩端分別可得到“熱巖石電池”和一個“低溫冷電池”，兩者都能將能量儲存長達8小時。釋放巖石儲能材料中的能量時，氬氣向相反的方向流動用來發電并返回電網。

據報道該項目團隊已經在膨脹和壓縮模式下操作了該系統，并聲稱它可以在幾毫秒內在放電和充電之間切換。負責人還表示目前還沒有完全實現該系統的潛在效率，但目前測試的轉換效率為60-65%，與原計劃74%的轉換效率目標相差不大，并且目前系統還有很大的改進機會，未來幾個月將持續進行設計改進和操作優化，未來足以成為目前可用的最低成本和最靈活的電網規模儲能技術。

應用前景

該項目目前已經吸引了很多人的關注，尤其是這種蓄熱儲能技術的高效轉化率，有人表示1500度的熱輪機的轉換效率只有60%左右，而目前英國這套儲能系統在測試中已經達到60%以上，而隨著未來幾個月的持續調整改進，達到最初74%的目標。

目前儲能應用到的儲能技術主要有，英國這個蓄熱儲能系統的成本與抽水蓄能相當，遠遠低于目前普遍應用的電池儲能成本。在建設方面要求很少，不像抽水蓄能受地域限制，規模可依實際需求建設為分布式，無論在投資成本還是建設實施都具有優越性。

另外依據項目負責人所說，這種儲能系統可以獨立接入電網、也可和其他設施混合接入電網。目前很多人認為，能源的未來可能是電網、熱網和冷網這三個的耦合，那么是否可以設想：如果將儲能系統中的“熱電池”“冷電池”改造、在提供電能以外再進行供熱、供冷，那么這種技術是否可以應用在目前火熱的綜合能源服務？這種冷門儲能技術是否能擁有更大的應用市場？