压缩二氧化碳储能更有前景?

2022年6月，一家名为Energy Dome的公司在意大利撒丁岛建设了世界上第一个二氧化碳储能项目，规模为2.5MW/4MWh。

今年8月，中国首个二氧化碳储能验证项目投运，该项目由东方电气集团东方汽轮机有限公司、百穰新能源科技(深圳)有限公司、西安交通大学能源与动力工程学院共同打造。

“世界第一”和“国内第一”，二氧化碳储能在今年正式进入行业视野，这也让不少人对二氧化碳储能技术充满了好奇，全球气候变暖的元凶二氧化碳也可以用来储能吗?

世界第一个二氧化碳储能系统

世界上第一个二氧化碳储能系统是由意大利初创公司Energy Dome建立的，于2020年2月开始进行二氧化碳储能初始阶段的运行测试，仅用了两年多的时间就从概念发展到了多兆瓦级的全面测试。

Energy Dome于2019年创立，在2020年12月获得Third Derivative种子轮投资，并与2021年12月进行了1100万美元的A轮融资。该公司已经计划在2023年底前完成一个20MW/200MWh的大规模长时储能系统。

▌Energy Dome的二氧化碳储能运行原理

在充电过程中，二氧化碳气体被储存在一个密封的穹顶中，通过使用多余的电力将其压缩成液体，此时压缩过程中产生的热量也会被捕获并储存起来供以后再次使用。

在放电过程中，储存的热量被用来再次蒸发液态二氧化碳，此时二氧化碳就会升温、蒸发和膨胀，转动涡轮机并发电。

▌Energy Dome二氧化碳储能的特点

和空气相比，二氧化碳允许高密度能量存储，因为它是为数不多的可以在正常环境温度和压力下冷凝并储存为液体的气体之一。除此之外，Energy Dome的二氧化碳储能还有以下特点：

1)低成本。该储能系统使用的所有材料都是常见的，并且很容易获得。Energy Dome表示，其二氧化碳储能系统将在未来几年实现50-60美元/兆瓦时(340~410元/兆瓦时)的度电成本。这将比锂离子电池低两倍多。

2)效率高。Energy Dome的首席执行官Claudio Spadacini在接受采访时表示，其二氧化碳储能系统效率为75-80%。

3)可持续性。该系统所采用的组件和设计确保了长寿命、可回收，寿命预计约为30年。同时，此系统是完全封闭的，闭环系统不会产生排放，二氧化碳储能是完全可持续和完全可回收的。

4)模块化系统。二氧化碳储能系统将是模块化的，可以根据需要扩展到任何尺寸。液态二氧化碳容器、压缩机、涡轮机均有不同尺寸，使用者可以根据需要，以最合适的充电或放电率来优化设计。

国内第一个二氧化碳储能验证项目

去年10月，东方电气集团东方汽轮机有限公司、百穰新能源科技(深圳)有限公司和西安交通大学能源与动力工程学院共同举行国内首个“新型二氧化碳储能验证项目”的开工仪式，标志着我国这一储能技术迈开了真正工程化应用的步伐。

该项目于今年8月正式投运。

主要技术提供方的百穰新能源成立于2021年，是一家新型储能科技公司，主营压缩二氧化碳储能系统和设备的研发、集成、销售和运营。拥有低压气仓和系统设计等核心技术。该公司于今年8月底完成近亿元的A轮融资。

▌百穰二氧化碳储能技术原理

百穰二氧化碳储能是一种气液互转、两态协同储能技术。

充电时用低谷电力驱动压缩机将常温常压二氧化碳气体压缩至液态，并将液化后的二氧化碳储存在高压装置中;收集压缩二氧化碳过程中产生的热能，并储存在储热装置中;

放电时利用低品位热量将液态二氧化碳气化，通过储存的热量促进二氧化碳膨胀，驱动透平旋转发电。

▌百穰二氧化碳储能技术特点

百穰长时大容量二氧化碳储能系统，具有“高效率、低成本、高安全、无污染、长寿命、智能化”等多项优势;系统具备独特的余热利用能力，能够挖掘中国工业余热的巨大潜在价值;系统具有极好的普适性，可在各种地理环境和气候条件下使用。

低成本。二氧化碳储能建设成本显著低于抽水蓄能，度电成本最低可达0.2元/度;

高效率。该系统电到电设计效率高达82%，系统实际效率也能达到60%以上，并且在逐步提升;

无地域限制。二氧化碳储能系统的建设对地理环境和气候条件没有特殊要求，适合全球部署;

大容量。其储能时长多达16+小时，释能功率可达GW级;

长寿命，无衰减。该储能系统寿命长达30年，设计使用期内循环次数超过10000次，可做到效率无衰减、容量无衰减;

安全无污染，易升级改造。循环工质采用二氧化碳，无燃爆风险，无污染残留。其充电功率和时长均可平滑扩容，升级改造成本低。

位于东方汽轮机厂区内的这个新型二氧化碳储能验证项目占地18000㎡，约为两个半足球场大小，储能规模10MW/20MWh，能在2小时内存满2万度电，是全球单机功率最大，储能容量最大的二氧化碳储能项目。

除了上述公司外，一些新的企业正在进入二氧化碳储能领域。

成立于2022年初的北京嘉泰新能科技有限公司已经完成数千万元的天使轮融资。该公司致力于压缩气体储能技术的研究与积累，参与了多个国家级储能示范项目的建设，是中国最早涉足压缩气体储能技术落地的团队之一。

在压缩空气储能方面，嘉泰的方案是基于天然洞穴和人工洞穴设计;压缩二氧化碳储能技术则可以利用储气罐或储液罐，具有系统体积、占地面积相对较小，可更加灵活地进行部署的优势。目前，嘉泰新能技术团队正在进行十兆瓦级的压缩二氧化碳储能系统设计工作。

二氧化碳储能在经济性上有着显著优势，安全性上也不存在燃烧爆炸等风险，在存储时长方面，也可以轻松实现24小时长时间存储，适用于未来大规模长时储能的市场需求。

目前，压缩空气储能技术已经开始步入商业化，陆续有百兆瓦级别的大型项目投建，作为一种和压缩空气储能技术原理类似的新型储能技术，二氧化碳储能的发展才刚刚开始，这是一种更具前景的储能技术吗?时间将最终给出准确的答案。