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特斯拉|中科院vs特斯拉，中国独门黑科技会统治全球吗？( 三 )


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中国储能市场累计装机规模 ， 来源：天风证券研究所
抽水储能的原理也很容易理解 ， 用多余的电力做功 ， 把水从低处抽到高处 ， 电能转化为势能储存起来 ， 需要时再放水发电 。
它的优点是成本低 ， 寿命长 ， 技术简单 ， 能量转化效率高达到80% ， 损耗基本可以接受 。 缺点也很明显 ， 就是对地理条件要求较高 。
与抽水储能思路类似的 ， 是压缩空气储能 ， 用电力驱动压缩机组 ， 将空气压缩 ， 把电能转化为空气内能 。 压缩后的空气可以被储藏在废弃矿坑等地下洞穴内 ， 这是目前唯一能在规模上跟抽水储能媲美的方案 ， 而且它的响应速度比抽水更高 。
特斯拉|中科院vs特斯拉，中国独门黑科技会统治全球吗？
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压缩空气储能系统原理 图片来源：中科院工程热物理研究所
压缩空气储能其实算是一项历史“悠久”的技术了 ， 早在1978年 ， 德国Huntorf压缩空气电站就已经投入商业运营 ， 至今都是业内比较的重要标杆 。 1991年 ， 美国McIntosh电站成为世界第二个压缩空气储能电站 。
不过德国人和美国人的技术有一个致命缺点 。 当空气被压缩时 ， 大量的能量会转化成热能流失 ， 而当空气膨胀做工时又需要吸热 。 上述两个电站都是利用燃烧天然气对空气进行加热 ， 实际上相当于自带储能的特殊燃气轮机电站 ， 效率比常规电站稍高 ， 但并不符合清洁能源的未来方向 。
起步较晚的中国 ， 在解决这个技术难题上却后来居上 。
中国人在玩什么黑科技？
卢强院士所在的清华大学机电系 ， 采用的是绝热压缩空气储能技术 ， 就是隔绝储能系统与外界的热交换 ， 把空气压缩时释放的热储存起来 ， 用于做功时的加热 。 原理不难想到 ， 只不过实现起来需要换热技术、材料技术的进步 。
以储能技术为基础 ， 清华大学还提出了一种综合能源系统 ， 将热网和电网连接起来 ， 实现电、热、冷联供 。 压缩空气储能时释放的热能 ， 可以把储热介质加热到300度 ， 其中一部分能量就可以用于居民供暖；而空气膨胀时也不必加热到常温 ， 可以输出低温空气用于制冷 。
例如卢强院士提到 ， 国家电网的压缩空气储能试点工程 ， 可以稳定输出3摄氏度的冷气 ， 在附近建了一个蔬菜水果保鲜库 。
此外 ， 接入新能源发电系统后 ， 太阳能所产生的热量 ， 也可以被储存下来用于加热空气 ， 进一步提高了效率 。 卢强认为 ， 如果能把联供做好 ， 系统总效率可达90%以上 。
特斯拉|中科院vs特斯拉，中国独门黑科技会统治全球吗？
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与国家电网合作 ， 清华大学的储能系统已经在全国多地投入实用 ， 比如江苏金坛的盐穴储能项目 ， 以及利用废弃煤矿巷道的山西云冈项目 。
如果仅仅做到这一步 ， 空气储能与抽水储能一样 ， 也面临着地理条件的限制 。 要想真正摆脱限制 ， 就要说到中科院工程热物理研究所的独门技术 ， 叫做超临界压缩空气储能 。
同样采用储热循环技术之余 ， 这种技术关注的核心是进一步增大压力 ， 将空气压缩到介于气态和液态之间的超临界状态 ， 从而可以直接储存在小型的储气罐中 ， 无需在地下打洞 。
利用这种技术 ， 我国于2016年在贵州毕节建成首套10MW压缩空气储能示范系统 ， 效率达60.2% ， 全球最高 。
特斯拉|中科院vs特斯拉，中国独门黑科技会统治全球吗？
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贵州毕节10MW压缩空气储能示范平台
正如《中国科学报》所言 ， 从2005年开始基础研究 ， 到2009年关键技术研发 ， 到2016年10MW技术工程示范 ， 用了约10年时间 ， 我国的新型压缩空气储能技术完成了从追赶到领先的跨越 。
接下来问题的就是规模化 。 这次热物理所将系统功率做到100MW ， 就是一个重要里程碑 ， 已经可与抽水储能媲美 。 同时 ， 这套系统的额定效率预计也将进一步提升到70%左右 。
特斯拉vs中科院
不过 ， 从实验室到商业化 ， 从来就不仅仅是技术问题 ， 背后更是资本博弈 。
借助美国资本市场的强大吸金能力 ， 以及自身高超的营销手段 ， 特斯拉15年累计亏损50亿美元 ， 仍然能够重金投入研发 ， 让新能源汽车成本快速下降 ， 带动全球锂电池技术也有了巨大飞越 。
而中国的电网侧大规模储能技术 ， 走的是一条科研院所研发 ， 大型国有企业出资建设试点的道路 。 这种典型的中国式产学结合模式 ， 我们并不陌生 ， 比如同样由马斯克带火的商业航天 ， 中国人也走得低调稳妥 。
踏踏实实做验证 ， 这本身是一件好事 ， 但是缺少了资本支持 ， 好技术被埋没的危险同样存在 。
比如 ， 全球政府的巨额补贴 ， 也是支撑锂电池走到今天的重要助力 。 即使一些新能源车企业90%的利润来自补贴 ， 地方政府仍然愿意支持这个国家喜欢、又能创造就业的行业 。
然而 ， 电网侧大规模储能至今尚未纳入中国政府补贴范围 。


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