近日，在长时储能细分赛道二氧化碳储能领域，两则消息值得关注。
7月22日，华电集团电子商务平台发布华电木垒100万千瓦二氧化碳压缩空气储能综合能源示范项目100MW/1000MWh二氧化碳储能电站EPC总承包招标公告。
项目规划容量60万千瓦风电、40万千瓦光伏和100万千瓦时储能，是世界上首个百兆瓦级二氧化碳储能系统。
7月11日，新华乌什500MW/2000MWh构网型储能项目第一台220kV主变压器具备试验条件。
作为出厂前的最后一道工序，意味着项目将迎来设备交付的关键节点，是保障项目顺利推进的重要一步。
据悉，该项目位于乌什县阿合雅光伏产业园区，占地452亩，总投资44.5亿元；主要建设内容为：200MW/800MWh磷酸铁锂电池储能、200MW/800MWh全钒液流电池储能和压缩二氧化碳储能100MW/400MWh三种储能形式。
在双碳目标大背景下，我国新能源装机规模稳步增长，随着新能源渗透率快速提升，发电随机性、波动性、季节不均衡性等问题带动了长时储能需求。
作为一种新兴的长时储能技术，二氧化碳储能时长可达16+小时，释能功率可达GW级，适合大规模长时储能；此外，二氧化碳储能系统也是一个典型的二氧化碳利用场景，有望深度嵌入CCUS的各个环节。
但这个前景可期的储能技术仍处于技术示范推广的初期阶段，商业化应用仍需要更多的研究深入和技术突破。
什么是二氧化碳储能？
二氧化碳储能是压缩气体储能技术的一个分支，与抽水蓄能、压缩空气储能同属于大规模、长时储能技术。
从优势上看，二氧化碳无毒、不易燃、安全等级为A1；其临界点为7.39 MPa和31.4 ℃，对比空气(3.77 MPa和-140.5 ℃)更容易液化；超临界二氧化碳(S-CO₂)具有黏度小、密度大、导热性能好等优良的热力学性质。
二氧化碳储能系统结构主要包括二氧化碳高低压储罐、压缩机、透平（汽轮机）、蓄冷换热器和蓄热蓄冷子系统，工作原理可分为储能和释能两个过程。
储能时，低压储罐中的低压气态二氧化碳经过压缩机压缩至超临界状态，同时进入中间冷却器吸收压缩热并通过蓄热介质将热量储存在蓄热罐中，最后二氧化碳被常温水液化储存在高压储罐中。
释能时，高压储罐中的二氧化碳经过加热器升温气化，再进入透平中推动透平叶轮发电，同时再将加热器出口的低温蓄热介质冷量储存在蓄冷罐中，末级透平出口的二氧化碳再返回低压储罐。
目前，二氧化碳储能技术主要有二氧化碳电热储能(TE-CES)系统、跨临界二氧化碳储能(TC-CES)和超临界二氧化碳(SC-CES)储能系统、液态二氧化碳储能(LCES)系统等几个研究方向。
就优势来看，二氧化碳储能电-电转换效率高、储能密度大、寿命长、成本低等多方面优点。
电能转换效率及成本方面，二氧化碳储能设计电能转换效率可达80%以上，目前实际转换电能转换效率达60%以上；系统设计寿命可30年以上，循环次数超过1万次，生命周期内不会出现容量和效率衰减；系统全周期度电成本0.15-0.2元/度，且系统功率单元与时长单元为解耦设计，单侧扩容成本低，在功率单元确定的前提下，时长越长，储能系统的单位成本越低。
除此之外，二氧化碳储能系统压力温度等级低，安全可靠，无污染和燃爆风险；选址灵活、场景适应性强，可以用储气罐、气囊、废弃的矿山/矿井等作为二氧化碳的低压储气室。
就应用场景而言，二氧化碳能够满足大规模可再生能源电力消纳、电网削峰填谷和火电蓄能调峰等市场需求。
在发电侧可以充当风、光、煤电的“充电宝”；在电网侧可应对大规模停电事故；用户侧可应用于电量大的工业园区和海洋平台微电网等场景。
另外，二氧化碳储能具备余热利用能力，还可匹配挖掘中国工业余热的潜在价值。
国家、地方出台政策
二氧化碳储能技术已纳入多个国家级、省级储能发展政策。
2023年4月，国家标准委、国家发展改革委、工业和信息化部等11个部门发布的《碳达峰碳中和标准体系建设指南》明确重点制修订抽水蓄能标准，电化学、压缩空气、飞轮、二氧化碳等新型储能标准。
另外，二氧化碳储能作为重点新型储能技术已被分别写入《山东省新型储能工程发展行动方案》、《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》、《四川省电源电网发展规划（2022-2025年）》、《新疆维吾尔自治区发展改革委关于建立健全支持新型储能健康有序发展配套政策的通知》等省级储能发展政策文件。
2022年12月，山东省能源局印发的《山东省新型储能工程发展行动方案》明确，以液态压缩空气储能、超临界液态压缩二氧化碳储能等技术为重点，探索开发一批中小型储能电站，到2025年，建成压缩空气储能项目30万千瓦以上。
2023年5月，新疆维吾尔自治区发改委发布的《新疆维吾尔自治区发展改革委关于建立健全支持新型储能健康有序发展配套政策的通知》指出，鼓励采用液流电池、压缩空气或二氧化碳储能、飞轮储能、重力储能等储能方式，提高系统调节能力。
2024年2月，广东发改委等《广东省培育发展未来绿色低碳产业集群行动计划》的通知（以下简称通知）正式发布，该通知明确提出加强二氧化碳等大容量、长时储能技术集成优化研究。
国内外已经有应用落地
目前，二氧化碳储能已在国内外实现多个项目落地，据数字储能网不完全统计，国内投运、在建、备案的二氧化碳储能项目已达0.56GW/2.56GWh 。
2022年6月,意大利Energy Dome公司建成一套4MW·h的“二氧化碳电池”试点项目，这是世界上首个二氧化碳储能示范项目。
该项目投运一年后，Energy Dome在2023年底再次宣布其将在意大利部署首个持续时间10小时的长时储能项目，该项目的规模为20MW/200MWh，预计将于2024年第三季度投入商业运营，目前这个项目已经获得6000万欧元的投资。
据Energy Dome方面透露，该项目所需的资本支出将低于4小时锂离子储能项目资本支出的50%，度电成本也比锂离子电池低两倍多。
国内方面，已经在这项技术上有项目投入的是百穰新能源和有中国科学院理化技术研究所背景的博睿鼎能动力科技有限公司。
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。
2022年10月，由东方电气集团、百穰新能源、西安交通大学三方合作的国内首个“新型二氧化碳储能验证项目”开工，标志着国内二氧化碳储能技术工程化应用走出实质性一步，项目也是全球首个“二氧化碳+飞轮储能”项目。
这个位于东方汽轮机厂区内项目储能规模10MW/20MWh，能在2小时内存满2万度电，是彼时全球单机功率最大，储能容量最大的二氧化碳储能项目，该项目已于2023年8月正式投运。
2023年5月，湖北襄州100MW／200MWh新型二氧化碳储能示范项目被列入湖北省能源局新型储能电站试点示范项目，该项目将由百穰新能源与远景能源有限公司合作开发。
2023年12月，百穰新能源全球首套10MW/80MWh二氧化碳储能示范系统调试并网一次成功。
该示范系统由百穰新能源、海螺和西安交大联合研发，结合了水泥生产工艺特点，充分利用水泥窑废热进一步提高了储能效率，入选国家能源局公示了首批科技创新（储能）试点示范项目。
成立于2022年4月的博睿鼎能，是由中国科学院理化技术研究所科研团队成果转化的科技公司，聚焦液态二氧化碳储能技术。
2023年8月，博睿鼎能建设的百千瓦二氧化碳储能示范验证项目工程在河北固安落地投运。
10月，该公司完成数千万元天使轮融资，资金将主要用于压缩二氧化碳储能中试验证与示范。
12月，由博睿鼎能牵头的国际首套100MW/400MWh二氧化碳储能商业化电站在山东肥城经济开发区完成立项备案。
除上述两家，今年2月，首航高科能源技术股份有限公司二氧化碳熔盐储能示范项目在山东泰安开工，该项目总投资20亿元，项目分二期建设100MW+300MW二氧化碳熔盐储能发电系统，采用“高温熔盐+压缩二氧化碳”储能技术，冷—热—电三连供，实现能源综合利用率达85%，目前正在申报国家能源领域首台套重大技术装备。
此外，还有新的玩家进入这个领域。
成立于2022年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，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。
在二氧化碳储能产业链，提供相关设备的厂家有中集安瑞科旗下成员企业石家庄安瑞科气体机械有限公司，其为芜湖海螺水泥厂的全球首套新型二氧化碳压缩储能示范项目批量提供液态二氧化碳储能容器及换热容器。
另一家是山东前沿动力科技有限公司，其在今年6月投资20亿元在山东肥城建设二氧化碳储能装备智能制造项目，计划年生产50台套二氧化碳透平机、压缩机、换热器以及配套产品，并提供其他高端动力设备及其技术服务。
前景可期 仍待探索
随着能源结构的转型和清洁能源的发展，二氧化碳储能技术未来前景可期，不仅可以作为电力基础设施，促进可再生能源消纳，辅助电网削峰填谷，帮助用户降低用电成本，还可以在大规模碳封存，替代人工造林方面发挥重要作用。
但是作为一种新型长时大规模储能技术，二氧化碳储能目前处于技术示范推广的初期阶段，商业化应用仍需要更多的技术突破以及研究的深入。
首先，针对二氧化碳储能系统核心技术体系理论研究不足，仍受制于压缩空气储能的框架，缺乏完善的顶层设计和底层环节支撑，基础创新研究有待深入，政策层面需要加强引导和支持。
其次，二氧化碳储能在热力学循环构建理论、系统动态运行控制策略、关键设备开发、高性能材料选择等方面仍有许多关键研究和技术待突破，同时，在设备加工制造、系统应用等方面需要更多实践验证。
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