1 工作道理
二氧化碳储能释能过程如图1所示。在储能过程中，低压储罐中的二氧化碳工质首先进入压缩系统，通过电力驱动压缩机进行多级压缩，使二氧化碳工质压力升高并伴随温度上升:压缩后的高温高压二氧化碳进入储热系统进行热量互换，其热能由储热介质吸收贮存;随后，经过冷却的高压二氧化碳工质经冷凝后贮存于高压储液罐中。在此过程中，电能被转化为热能(贮存于储热系统)和压力能(贮存于液态二氧化碳中)，实现能量贮存。
在释能过程中，贮存在高压储液罐中的二氧化碳工质通过水系统蒸发后进入换热系统，经加热蒸发为高压气态工质，随后形成高温高压的二氧化碳，该气体经膨胀机膨胀对表做工，带头发电机进行发电。实现做功后的低温低压二氧化碳工质返回低压贮存系统，实现工质循环。在此过程中，贮存的热能和压力能通过热力循环转化为电能，实现能量开释。
2 技术特点
二氧化碳储能拥有怪异的技术特点和优势。
(1)储能密度高。二氧化碳的临界温度为31.19℃.临界压力为7.38 MPa，在常温下，通过适当加压即可达到超临界状态。与传统的压缩空气储能技术相比，二氧化碳储能系统的储能密度可提高数倍，大大减幼了储能设备的体积和占地面积，降低了建设成本。
(2)系统效能高。在储能阶段贮存起来的压缩热量，在释能阶段用于加热二氧化碳，削减了额表的加热能亏损，提高了能量转换效能。二氧化碳储能系统的设计效能最高可达75%以上，现实运行效能也能达到60%~70%，远高于一些传统储能技术。
(3)响应速度快。二氧化碳储能系统的充、放电过程是通过气体的压缩和膨胀来实现的，能够在毫秒级功夫内完成功率的调节，急剧响应电网的负荷变动，为电力系统提供高效的调峰、调频服务。
(4)长命命、低成本。二氧化碳储能系统的寿命可超30a，在使用期限内循环次数或许在10000次。全寿命期的度电成本最低可达0.2元，同时，其守护成本也比力低。
(5)环境敦睦、安全级别高。二氧化碳是一种无毒、不成燃、化学性质不变的气体，无点火爆炸风险，无二次传染，对环境敦睦，还可与碳捕集与封存(CCS)技术相结合，实现二氧化碳的循环利用。
(6)合用领域广。压缩后的高密度液态二氧化碳能够用罐体直接贮存，成本较低，削减对地理前提的依赖:二氧化碳储能在压缩机和膨胀机功率确定的情况下，只需增长储气库的容量即可实现滑润扩容;二氧化碳储能能够与景致大基地、源网荷储项目进行配套，也能够耦合火力发电厂、水泥厂等产生二氧化碳的工厂。
3 二氧化碳起源及捉拿
在二氧化碳储能电站中，二氧化碳的起源至关沉要，分歧的二氧化碳起源会影响储能系统的经济性和效能。工业废气排放是二氧化碳的重要起源之凭据国际能源署(IEA)统计，全球工业领域的二氧化碳排放量占总排放量的37%左右，其中火力发电、水泥出产和钢铁冶炼等行业的二氧化碳排放尤为凸起。
3.1 火力发电行业
火力发电作为目前全球重要的发电方式之一其点火葬石燃料过程中会产生大量的二氧化碳。以煤炭为例，煤炭的重要成分是碳，在点火过程中碳与氧气产生化学反映，天生二氧化碳并开释出大量的热能，热能可用于驱动汽轮机发电。凭据有关钻研数据，每点火1t尺度煤，约产生2.66~2.72t二氧化碳。某装机容量为2x600MW的大型火电厂，选取超临界燃煤机组，年发电量约为60亿kW·h对应亏损尺度煤约200万t，年二氧化碳排放量高达540万t。如此巨大的排放量不仅对环境造成了沉大影响，也使得火电厂成为二氧化碳捕获和利用的沉点对象。
在二氧化碳捕集技术方面，火电厂通常选取点火后捕集技术，利用化学吸收法从烟气中捕获二氧化碳。在吸收塔当选取胺基吸收剂与烟气中的二氧化碳产生化学反映，吸收二氧化碳。吸收了二氧化碳的富液经过加热再生，开释出高纯度的二氧化碳吸收剂可循环使用。该技术的捕集效能可达90%以上，经过捕集后，该火电厂每年可回收二氧化碳约486万t，根基能够满足100MW二氧化碳储能电站初期储量要求。
3.2 水泥出产行业
水泥出产的二氧化碳排放重要有2个起源:一是生猜中碳酸盐(石灰石，其重要成分是碳酸钙)的分化，在高温煅烧过程中，碳酸钙分化天生氧化钙和二氧化碳;二是燃料(如煤炭、天然气等)的点火，为出产过程提供热量的同时产生二氧化碳。凭据有关钻研，水泥出产过程中，生料分化产生的二氧化碳约占总排放量的60%~70%，燃料点火产生的二氧化碳约占30%~40%。
以海螺集团某水泥出产基地为例，该基地水泥出产线选取了水泥窑烟气二氧化碳捕集纯化技术通过化学吸收、物理吸附等步骤，从水泥窑的烟气中捕获二氧化碳，并进行纯化处置，可能得到高纯度的二氧化碳。
3.3分歧起源二氧化碳的个性差距
3.3.1纯杜纂杂质成分
分歧起源的二氧化碳在纯度和杂质成分方面存在显著差距，对二氧化碳储能系统的机能、效能和不变性有着沉要影响。
在火力发电行业，燃煤烟气中二氧化碳的浓度通常在12%~15%左右，同时还含有大量的氨气、氧气、水蒸气以及少量的二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等杂质。这些杂质不仅会降低二氧化碳的纯度，还会对后续的捕获和利用过程产生负面影响。二氧化硫与水反映天生亚硫酸，对设备造成侵蚀。氮氧化物参加光化学反映，形成酸雨和光化学烟雾等环境传染问题？帕Ｎ镌蚩赡芄Ｈ苈泛蜕璞，影响系统的正常运行。
在水泥出产行业，水泥窑烟气中二氧化碳的浓度通常在18%~22%左右，同时含有氮气、氧气一氧化碳、粉尘以及少量的硫化物、氮氧化物等杂质。其中，粉尘含量较高，重要是由于水泥出产过程中的物料研磨和输送等环节产生的。这些粉尘会对捕集设备的过滤系统造成梗塞，增长设备的守护成本;硫化物和氮氧化物则会对环境造成传染，同时也会影响二氧化碳的纯度和品质。
3.3.2 对储能系统机能的影响
分歧起源的二氧化碳，因其纯度、杂质成分以及成本和获取难度的差距，对储能电站的机能产生多方面的影响，蕴含效能、寿命、安全性以及成本效益等。
从效能方面来看，二氧化碳的纯度是影响储能系统效能的关键成分之一。高纯度的二氧化碳可能削减杂质对储能过程中能量转换的滋扰，提高能量转换效能。工业废气中获取的二氧化碳，若杂质含量较高，在压缩和膨胀过程中，杂质可能会占据肯定的空间，影响二氧化碳的有效压缩和膨胀，导致能量损失增长，从而降低储能系统的效能。钻研批注，当二氧化碳纯度从99%降低到95%时，储能系统的能量转换效能可能会降落5%~10%。
二氧化碳中的杂质成分还会对储能电站的设备产生侵蚀和磨损，进而影响电站寿命。工业废气中的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，在有水存在的情况下，会形成酸性溶液，对储能电站中的金属设备造成侵蚀。如某火电厂的二氧化碳捕集装置中由于烟气中含有较高浓度的二氧化硫，在未进行有效脱硫处置的情况下，经过一段功夫的运行，捕集装置的管路和设备表表出现了严沉的侵蚀景象，导致设备的使用寿命大幅缩短，维建成本增长。
安全性是储能系统的沉要机能指标，分歧起源二氧化碳的杂质成分对储能系统的安全性也有沉要影响。工业废气中的一氧化碳、氢气等易燃易爆气体，若在二氧化碳中含量过高，会增长储能系统的安全风险。在储能系统的运行过程中，这些易燃易爆气体可能会在肯定前提下引发爆炸或火警变乱，对人员和设备造成严沉威胁。
分歧起源二氧化碳的成本和获取难度直接影响着储能电站的成本效益。从工业废气中获取二氧化碳，固然捕集成本相对较高，但由于废气排放拥有集中性和法规性，便于大规模捕获，在规；煤，单元成本逐步降低。对于工业企业，实现废气中二氧化碳的当场捕获和再利用，降低了环境；さ某杀，提高效益。
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