二氧化碳用途有哪些(二氧化碳有什么用途)

二氧化碳用途主要有:

1、二氧化碳可注入饮料中,增加压力,使饮料中带有气泡,增加饮用时的口感,像汽水、啤酒均为此类的例子。

2、固态的二氧化碳(或干冰)在常温下会气化,吸收大量的热,因此可用在急速的食品冷冻。

3。二氧化碳的重量比空气重,不助燃,因此许多灭火器都通过产生二氧化碳,利用其特性灭火。而二氧化碳灭火器是直接用液化的二氧化碳灭火,除上述特性外,更有灭火后不会留下固体残留物的优点。

4、二氧化碳也可用作焊接用的保护气体,其保护效果不如其他稀有气体(如氩),但价格相对便宜许多。

5、二氧化碳激光是一种重要的工业激光来源。

6、二氧化碳可用来酿酒,二氧化碳气体创造一个缺氧的环境,有助于防止细菌在葡萄生长。

7、二氧化碳可控制pH值,游泳池加入二氧化碳以控制pH值,加入二氧化碳从而保持pH值不上升。

8、二氧化碳可用于制碱工业和制糖工业。

9、二氧化碳可用于塑料行业的发泡剂。

二氧化碳是造成全球变暖的最主要的温室气体。随着国家3060计划的快速推进,可再生能源应用领域逐渐拓展,太阳能、风能、潮汐能、生物质能等不仅应用于发电、供热、抽水蓄能等方面,而且已经逐渐融入我们的生活。家用太阳能热水器、太阳能照明灯、电动汽车、空气净化机……等等,伴我们如影随形,就连我们呼吸的二氧化碳也可以用来解决碳中和问题!

不期而遇——二氧化碳储能!

二氧化碳其实是少数可以在常温环境下压缩、冷凝和储存为液体的气体之一。

当它从气体转化为液体时,可储存来自可再生能源的电力,液体回到气体,又可以释放能量发电。

当可再生能源提供的能量被输入某个系统时,它会推动气体通过压缩机将其冷凝成液体,而来自这种压缩的热量会被捕获并储存起来供以后再次使用。上述过程就是二氧化碳储能充放电过程!

而二氧化碳电池也被成为“可呼吸的电池”!

下面我们通过一张图来进一步了解它~

二氧化碳用途有哪些(二氧化碳有什么用途)

图 1 CO2储能系统流程图

上图中该系统的运行主要由储能过程和释能过程两部分组成。

储能时,液态工质从释能工质储罐中流出,通过节流阀被节流至较低压力,然后进入蒸发器吸收环境水中的热量变成气态。

随后,蒸发器出口的气态工质在回热器中被进一步加热后送入压缩机压缩,而冷却器出口的混合工质被冷凝为液态并储存在蓄能工质储罐中。

在此过程中,来自冷水罐的中产生的压缩热,然后将热量储存在热水罐中以备释能过程使用。

释能时,液态工质从蓄能工质储罐中流出,经泵提升压力后流经加热器被储存在热水罐中的压缩热加热。加热器出口的超临界工质进入膨胀机做功并带动发电机发电。膨胀机出口的工质流经冷凝器,被环境水冷却成液态并储存在释能工质储罐中,释能过程结束。

利用二氧化碳循环充放电在世界上还属于前沿领域,有望彻底改变以水蒸汽为主流工质的发电方式,为进一步提升能源利用效率、实现“双碳”目标提供了重要路径。但它与传统锂电池相比有哪些优劣势呢?

卓尔不群——CO2储能成本优势凸显

传统锂电池基本都存在安全性问题,高低温使用都有可能发生爆炸的危险,并且生产成本一直都比较高。锂电池的理论能量密度低、续航时间短的问题,已经逐渐难以满足人们的需求。如何发展研制出一种新的电池,在续航能力等指标上有大幅提升,一直是锂电池厂家研究的方向。

二氧化碳是我们身边最容易获取的原料动力。

一方面将二氧化碳为原料的电池存储电力会更加稳定,成本较低;

另一方面是利用二氧化碳气体提供电能,对解决二氧化碳排放有重要意义;

同时在整个能量转换过程中,比传统的锂电池更加绿色环保。可谓是变“废”为宝。

目前国内外相继开展二氧化碳新型储能的研究试验:

1、欧洲储能公司研发首个新型“二氧化碳电池”

意大利储能公司Energy Dome,研发出来一种新型“二氧化碳电池”,专门用来存储可再生能源。该公司根据实际测试数据“二氧化碳电池”充放电效率超过75%。但是锂电池可以达到95%以上。

从效率来看“二氧化碳电池”比不过锂电池,但储存成本在几年内将达到每兆瓦时50-60美元,比使用锂电池的每兆瓦时132-245美元要低得多。所以要是结合成本,“二氧化碳电池”的能效比就凸显出来了。

2、我国学术团队研制锂-二氧化碳电池

我国西北工业大学团队研制出的锂二氧化碳电池比同等体量的传统锂电池在续航能力上提升了7倍,而且所用材料更加环保。

与目前已经大量商业化应用的锂电池相比,锂二氧化碳电池最大的优势就是具有更高的能量密度。

假设我们现在使用的手机电池可以续航3天,未来使用同等重量同等体积的锂-二氧化碳电池或许可以使用21天甚至更久。

既然二氧化碳储能成本优势突出,是否意味着可以市场化投放运行,这给储能企业将带来哪市场机会?

乘胜追击——CO2储能市场潜藏商机

新型二氧化碳压缩储能系统的全周期度电成本低至0.2元/度,显著低于多数省份新能源电力的上网电价,从而使得将该储能系统用于降低新能源弃电率能够获得较好的投资收益。

可参照目前我国30个省(市、区)光伏、风电上网电价。

二氧化碳用途有哪些(二氧化碳有什么用途)

图2 30省(市、区)新能源上网电价

1、试验项目竣工投运

上月底,“全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目”在四川省德阳市建成将进入投运阶段,标志着我国这一储能技术迈开了工程化应用的步伐。该项目结合二氧化碳储能时间长规模大、飞轮储能响应速度快的特点,利用25万立方米的二氧化碳作为循环工质进行充放电,能在2小时内存满2万度电,足够60多个家庭使用1个月,是真正的“零碳超级充电宝”。

全球首个二氧化碳+飞轮储能示范项目:可以有效平滑电网波动性,解决电流间歇性问题,实现电网安全运行,整个“充放电”过程都不会用到化石燃料,也不会产生固体废弃物,零碳排放,绿色环保。

2、储能政策利好

近日,工信部发布《关于推动能源电子产业发展的指导意见(征求意见稿)》的意见。为推动能源电子产业有效支撑新能源大规模应用,助力能源革命稳步推进提供政策支持。

其中征求意见稿中提出:

1、支持开发超长寿命高安全性储能锂离子电池。加强新型储能电池产业化技术攻关,推进先进储能技术及产品规模化应用。加快研发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池。

2、提高锂、镍、钴、铂等关键资源保障能力,加强替代材料的开发应用。推广基于优势互补功率型和能量型电化学储能技术的混合储能系统。

同样,近两个月国家发改委、能源局在《关于加快推动新型储能发展的指导意见》中,明确2025年30GW的发展目标——实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变,装机规模达3000万千瓦以上;到2030年,实现新型储能全面市场化发展。

3、推动碳市场发展

全国性碳排放交易市场的建设需要引入储能。在企业传统能源使用模式下,企业很难参与到碳排放交易中去,目前在我国区域性碳排放交易市场上,企业参与并不积极。企业缺乏自主能耗管理能力是其中一个重要原因,而储能将是该能力形成的关键。

储能发展的好坏决定了能源电力低碳转型的广度、深度、进度甚至成败。现有低碳目标、愿景、计划,都是建立在储能技术的具有突破性发展和经济上能够用得起的基础上的。

储能大规模应用,使传统的发输配供用电能单向、线性配置成为环状多向配置,促进能源、电力、物质间双向转换,促使电气化与经济社会深度融合。

将二氧化碳变废为宝的新型储能技术不仅可以解决了二氧化碳排放问题,更是加快了碳市场的发展。随着各种新型储能技术不断出现并应用,加上行业支持性政策的陆续出台,我国新型储能已经进入到发展的快车道,如何在这条快车道上快速平稳的发展,也成为布局储能行业需要思考的新问题!

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