一种基于喷射器与涡流管组合的液态二氧化碳储能技术在新能源储能系统中应用

 化石能源的日渐枯竭以及由温室气体二氧化碳引起全球气候变暖的问题日益引起人们的重视，使得二氧化碳减排成为当今世界各国政府和科学界的重大战略课题；从源头上看，在生产工艺上直接减少或消除二氧化碳的产生是减少二氧化碳排放的有效手段；其次对于集中排放的二氧化碳予以捕集、存储是另一种新型、高效的重要途径。

 随着新能源装机规模不断扩大，储能市场随之迅速增长，各类储能技术路线也纷纷亮相，下场角逐；随着能源转型的持续推进，储能技术受到了业界的高度关注，其发展和应用成为了能源转型的重要支柱；储能技术涉及领域非常广泛，根据储能过程涉及的能的形式，可将储能技术分为物理储能和化学储能：物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等；化学储能包括电力燃气电厂、动力液系统、电力化工厂等。其中压缩空气储能被认为是极具前景的大规模电力储能技术，可以在电力生产输送、电网运行方面起到削峰填谷、平衡电力负荷等重要作用；然而能量密度较低、系统整体效率低下等问题一直成为压缩储能技术大规模发展的瓶颈；与空气相比二氧化碳的气流密度更高，临界点温度接近于常温，具有良好的物性特征，是一种具有较大开发潜力的储能介质,这为大规模推广应用压缩二氧化碳储能技术提供了可能性；在众多新兴的储能技术路线中，二氧化碳储能逐步成为了市场关注的技术路线之一。

1、二氧化碳储能的技术逻辑如何？目前又有哪些技术路线？各自的进展又如何呢？

1）储能技术的基层逻辑是将电能进行各种形式的解耦与转化，通过不同介质将能量进行存储；

2）二氧化碳储能是以不同物理形态的二氧化碳作为介质，用作能量存储的技术路线。

3）目前以二氧化碳为介质的储能技术路线，按照工质物理形态可分为三类：

（1）低压液态二氧化碳储能：即以液态二氧化碳作为储能工质，将电能转化为液态二氧化碳内能的方式进行存储，液态二氧化碳能量密度高，作为储能工质具有良好的经济性，但由于二氧化碳保持液态要求较低的温度，因此，在液态二氧化碳储能系统中，冷却降温必不可少，但从储能角度来看，系统配置冷却与降温单元本就会损耗能量，且保持系统低温运行工况难度较大，场景普适性也大打折扣;基于以上技术限制，低压液态二氧化碳储能技术并未有大规模的商业应用，从目前的进展来看该技术路线依旧处于实验室阶段。

(2)超临界二氧化碳储能:超临界状态下的二氧化碳物理性质介于液体和气体之间，会像气体一样充满整个空间，但其密度又类似液体，也就是超临界流体，这一状态下的二氧化碳本身物理属性较为特殊，以其为工质的储能系统能耗低，能量转换效率高，且噪音很小;但超临界二氧化碳具有较强的腐蚀性，一般用作商用及工业溶剂，以其作为储能工质的话，对系统设备的耐腐蚀性就要求很高了，且由于物理形态的特殊性，要维持超临界状态需要极其复杂且精密的热性与换热控制，稍有失衡，其物理状态就会发生转变，进而影响系统运行;因此超临界二氧化碳储能目前在一些特殊应用场景中（如大型舰船储能等）取得了一些突破，但大规模商用经济性很不理想，技术难度加上价值不对等，这一路线的产业化前景较为渺茫。

(3)二氧化碳气液相变储能:气液相变储能运作原理是储能时，将常温常压气态二氧化碳压缩成液态，并将压缩过程中产生的热量搜集，完成电能到二氧化碳内能与热能的解耦转化存储；释能时，将液态二氧化碳蒸发，并以搜集到的热量对气态二氧化碳进行加热膨胀，推动透平机转动发电，实现二氧化碳内能与热能的耦合转化，完成释能。