液化空气应用拓展的最新进展
------最佳的能源储存介质及直接动力
广东省工业气体行业协会专家委员会 刘晟
大家知道,人类不断在寻找新的洁净能源, 可再生的风能和太阳能等已经成为大家广泛关注的对象!
然而，风不会一直吹，太阳也不可能一直照射，但人类社会对能源的需要却是稳定和连续的。另一方面,可再生能源具有零散性，要替代目前广泛采用的煤、天然气等巨大需求，就必须具备合理的容量，零星的可再生能源不能解决问题。 这两个方面都意味着，要使可再生的洁净能源投入实际使用过程，能量的储存就成为至关重要的问题。
据2011报道，英国海维尤储能公司（Highview Power Storage）已研制出一种不同寻常的技术，可以存储风和阳光产生的能量：这就是液体空气。听起来很酷吧？但这是毫不夸张的。
该公司的低温能量系统（CryoEnergy System）使用多余的能量来运行制冷机组，冷却空气，降低到寒冷的-320.8华氏度，空气就会液化。这种液化空气可以低压保存在绝缘容器中。在电网需求高峰的时候，释放液态空气进入一个密闭空间，当温度加热到略高于华氏-320.8度（摄氏零下196度），液态空气变成了气态空气，用来驱动涡轮发电机发电。
只有50%的能量在进入冷却空气后可以恢复，因为它暴露于周围空气温度。但是，如果暴露在加热的空气中，相变（phase change）从液态转变为气态就更加激烈，产生的效率为70%。这一效率比例可以提高，因为有的系统安装工厂余热是现成的，而且可用于运行制冷。
也有其他系统设计用于储存可再生能源的能量，这些系统包括水电泵（pumped hydro），其中多余的能量可以把水泵抽入水库，水库是在较高的海拔。当需要电时，水就可以流过水坝，旋转涡轮机发电。水泵的基础设施建设成本相对较高，而且不像低温能量系统那样便携。另一种方式储存能量是采用电池。但它们的成本一般约每千瓦发电容量4000美元，而低温能量系统的成本是每千瓦1000美元左右。而且因为低温能量系统唯一的副品是冷空气，这种技术也可被用来提供制冷和空调。
据清洁技术公司（CleanTechnica）报告，示范项目已经在苏格兰运行。海维尤能量公司已规划要建设一个3.5兆瓦的商业规模系统，时间是2012年底，到2014年初，要建立一座8兆瓦到10兆瓦的蓄能电站。
德国时间2012年10月3日消息，机械工程师组织（IMechE）开会研讨如何利用冷冻能源（Cryo-Power）技术促进低碳经济的发展。
这个想法最早是基于英国工程师 Peter Dearman 发明的机器，利用冷冻空气，他甚至用这种机器改装驱动了汽车。
液态空气储能技术可能比电池或氢气更有竞争力。这个过程的效率可以达到70%。在偏远地区过剩能量可以用于降低空气温度使其成为液态，等需要能量的时候可以让空气变暖带动叶轮发电。
需要指出的是，液态空气和压缩空气并不相同。比如氮气室温下在200个大气压下并不是液态。打开200大气压的气瓶氮气会迅速冲出来（非常危险），而保温瓶里的液氮不密封也不会冲出来，是没有多余的压力的（即室压），只有加温才会出来。
一个新公司，Highview Power Storage 正在改进 Dearman 先生的技术，使它能够用于电网中存储电能。他们的工艺包括：
1. 过剩电力用于吸入空气，除掉二氧化碳和水（否则会结冰）。
2. 剩余的空气，主要为氮气，被冷冻到负190度变成液态，这个过程存储能量。
3. 液态空气存储在真空罐中。
4. 在需要能量的时候，液态空气被加热释放，驱动叶轮发电，不需内燃机。
这个过程最初效率只有25%，但把这个设备建在工厂或电站附近，利用里面的废热加热液态空气，效率可以大大提高。
他们还把制冷过程产生的废冷空气通过碎石，降低碎石的温度，协助存储液态空气，进一步提高效率。
该公司说这个过程的效率可以达到70%，这个数字得到机械工程师组织的认可。
电池的效率可以达到80%，但是电池工业的发展需要新技术的发展，还需要新材料。
而低温空气技术利用现有的传统技术，寿命长，可以用扳手钳子等传统工具维护。
中国储能网2012年7月报道: 理查德·威廉姆斯教授（Professor Richard Williams），现任英国伯明翰大学副校长、教授、工程及物理学院院长，管理土木工程、化学工程、计算机学等九个学科，英国皇家工程院院士。目前他受聘为中国科学院院士，并且受英国皇家工程院及中国科学院的委托，主持中英蓄能工作小组的工作。他就高度重视和评价空气驱动汽车是一项重大发明时说：“何不用这些气体来驱动汽车呢？于是，我就提出一个更加大胆的想法，就是用液态的气体做引擎。”他说，假设你面前有一堆空气，是正方形的，你压缩再压缩，然后再液化、再汽化，那么这些气体就可以完全液化了。我们已经有了镭冷冻的液态空气，如果我们把这些液态气体储存在汽车里面，例如放在引擎里，在引擎里面稍微加热，这个液态就会汽化，就可以用引擎驱动活塞了。“这种技术是完全用液态空气，汽车排出来的只是一些冷冻的空气而已。”
“目前，这个技术正在测试，英国有一家叫Radia的公司正在测试引擎。”他说，因为这个过程当中没有任何的发热，他们考虑用塑料来做汽车的引擎。
我在想象，一旦采用液化空气的汽车发动机技术获得成功并广泛应用，那是一件多么伟大的事情呀！路上跑的运燃油的汽车都在运液化空气，各个汽车加油站都变成了液化空气加气站，汽车排放的不再是废气而只不过是气化后的空气。。。。。。这不得不认为是人类历史的巨大技术革命，同时也为我们工业气体行业带来广阔的市场前景。
