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液氮作為一種新能源介質(zhì)，可以用于發(fā)電、汽車發(fā)動機、數(shù)據(jù)中心散熱、化石燃料降碳、超導輸電等領(lǐng)域，從而形成一個節(jié)能—儲能—產(chǎn)能—輸能的一體化生態(tài)。

中國科學院半導體研究所研究員徐應強表示，液氮生態(tài)系統(tǒng)可實現(xiàn)不受地理條件限制的儲能，助力儲能產(chǎn)業(yè)規(guī)模化發(fā)展，為構(gòu)建我國液氮新能源體系提供了一種全新的思路，對全面構(gòu)建我國現(xiàn)代能源體系有著重要意義。

低溫液氮儲能發(fā)電原理如下：首先，利用可再生的風能和太陽能將空氣降溫至零下196攝氏度，使氮氣實現(xiàn)液化，并將其以液體的形式存儲在深冷罐體中；然后，將液氮汽化，恢復氣體形態(tài)，利用此過程中釋放的能量驅(qū)動渦輪機產(chǎn)生穩(wěn)定電能；最后，產(chǎn)生的電能可以通過液氮超導輸電線向外輸運，進一步降低電能損耗。像電池廠一樣，每個液氮發(fā)電系統(tǒng)由“充電站”“存儲”和“放電站”組成，并且，液氮儲能中每個部分都可以獨立設(shè)置。

整體來看，液氮儲能這條技術(shù)路線，技術(shù)可行、成本可控，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降碳，同時可帶動半導體、汽車等一系列產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。例如，發(fā)展低溫液氮超算芯片，可解決我國超算能耗、算力和芯片問題；低溫液氮可實現(xiàn)節(jié)能—儲能—產(chǎn)能—輸能的一體化生態(tài)，有助于我國構(gòu)建現(xiàn)代能源體系。應依托此優(yōu)勢，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和優(yōu)化。

在“三北”地區(qū)，我國正在有序推進大型風電光伏基地項目建設(shè)，積極推進黃河上游、新疆、冀北等多能互補清潔能源基地建設(shè)。徐應強認為，可以考慮通過與液氮儲能發(fā)電系統(tǒng)相結(jié)合，降低棄風棄光率，增加清潔能源的使用率，推動液氮發(fā)電與風電、光伏發(fā)電融合發(fā)展、聯(lián)合運行。同時，加快發(fā)展液氮儲能發(fā)電循環(huán)生態(tài)系統(tǒng)，推進煤炭、鋼鐵、冶金和化工等企業(yè)形成液氮工業(yè)園區(qū)。在全國范圍內(nèi)篩選出符合條件的鋼鐵、煤炭等企業(yè)，通過示范作用，逐步向全國推廣。

徐應強建議，適度超前部署液氮儲能項目，力爭在液氮儲能全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵技術(shù)上取得突破，推動液氮儲能技術(shù)發(fā)展和示范應用。加強低溫液氮超導輸電線技術(shù)研究，加快推廣應用超導輸電。依托我國能源市場空間大、工程實踐機會多等優(yōu)勢，綜合利用煤電、風電、光伏和液氮電力等關(guān)鍵核心技術(shù)領(lǐng)域成果，建設(shè)一批創(chuàng)新示范工程。

徐應強表示，以液氮儲能為紐帶，可以串聯(lián)起各種儲能技術(shù)，打通各種技術(shù)間壁壘，建議推進在液氮儲能、光伏光電、風電、生物能等領(lǐng)域的協(xié)同攻關(guān)，實現(xiàn)儲能與其他學科領(lǐng)域的交叉互補，彌補相關(guān)行業(yè)的不足。同時，抓緊開展可應用于能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)攻關(guān)，如液氮數(shù)據(jù)中心、低溫電路技術(shù)、CMOS量子退火技術(shù)、能源互聯(lián)、大規(guī)模儲能等。

原標題： 中科院研究員徐應強： 發(fā)展液氮儲能技術(shù) 構(gòu)建現(xiàn)代能源體系