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南洋理工大學，盛裕控股集團（Surbana Jurong Group, SJ）和法國燃氣公司蘇伊士集團（ENGIE）將合作研究開發利用液態空氣存儲能量的新方法。
盛裕集團是一家全球性的城市、基礎設施和管理服務咨詢公司。ENGIE是提供低碳能源和服務的領先世界集團，其目標是成爲“零碳能源轉型”服務的全球領導者。
這個被稱爲液態空氣能量存儲的新系統，利用來自電網的多余能量或從其他過程中收集的冷能來冷卻空氣，從而將其從氣態轉變爲存儲在零下196攝氏度的液態。
英國的液態空氣能源工廠模型，來源：BBC
當空氣以液態儲存時，密度要比氣態高750倍，具有锂離子電池的能量密度，但由于碳足迹更小，因此更具可持續性。這種儲能概念在過去十年在英國開發使用，現在該聯合小組正在研究它是否可以使新加坡和其他熱帶城市受益。
一個液態空氣能源工廠，約將可持續使用25年或更長時間。它沒有任何電極，電極中的陰極或陽極材料會在經過數百次充放電循環後退化失效，就像家用電池一樣，它必須回收或丟棄。相比之下，液態空氣能源工廠則只需要存儲容器和發電機來挖掘其能源潛力，使其成爲更環保，更可持續的新替代方案。
當需要供能時，液態空氣會變成氣態，該過程中産生的高氣壓，可爲渦輪提供動力以發電。同時，過程中産生的冷能可被收集起來以冷卻水，以供建築物中的冷水空調系統使用。
液態空氣存儲流程示意圖，來源：Stirling Cryogenics
12月8日，NTU助理副校長（戰略與合作夥伴方向）Subodh Mhaisalkar教授，盛裕（Surbana Jurong）東盟執行長 Yeo Choon Chong先生，和ENGIE新加坡實驗室常務董事 Loic Villocel先生，在南大共同簽署了有關新的“用于制冷和電力應用的液態空氣存儲熱電聯産系統”的諒解備忘錄。
Mhaisalkar教授說：“我們與SJ和ENGIE的合作，標志著南大發展可持續能源技術的承諾，致力于幫助新加坡降低碳排放，與新加坡在2016年批准的《巴黎協定》相符。該聯合項目將在南大能源系統和可持續性方面的強大的研究基礎上進行，並加強了我們與SJ和ENGIE的現有研究合作夥伴關系。此類合作夥伴關系也是NTU智能校園願景的一部分，該願景旨在爲未來可持續發展的技術開發提供先進的解決方案。
NTU與SJ，ENGIE三方簽署諒解備忘錄
來源：NTU官網
盛裕東盟分部執行長Yeo Choon Chong先生說：“與NTU和ENGIE的合作是盛裕在研發和測試低溫相關研發工作中的另一個重要裏程碑。該解決方案可以幫助消除碳排放並提高能源效率。作爲具有廣泛地理覆蓋範圍的多學科城市和基礎設施咨詢公司，我們能夠通過成員公司在新加坡和全球範圍內推動創新的能源解決方案，爲實現脫碳目標做出貢獻。”
ENGIE新加坡實驗室常務董事Loic Villocel強調了這種合作夥伴關系的重要性，他表示：“ ENGIE的研究，支持了加速向碳中和經濟的過渡的戰略，這種合作關系對ENGIE新加坡實驗室的五年發展計劃至關重要。該計劃包括制冷技術和可持續數據中心等關鍵領域，我們期待與NTU和SJ合作，分享我們的專業知識，以實現共同的目標。”
根據合作協議，南大-盛裕實驗室（NTU-SJ Corporate Lab）將與ENGIE一同，尋求更多合作夥伴並支持他們開發和展示低溫熱電聯産在城市中的潛力的計劃。
這項新的研究合作，是基于NTU副教授Alessandro Romagnoli進行的一項名爲“通過低溫能源系統的綠色數據中心”的較早研究的發現成果。該研究曾獲得新加坡資訊通信媒體發展局（IMDA）和新加坡國家研究基金會的支持。
數據中心能源使用需求占比，來源：Clarke Energy
在2018年的研究中，Romagnoli副教授及其研究團隊發現，在一個液態空氣存儲系統中，利用液態氮（占地球大氣的78％）來存儲和産生能量，可以爲數據中心的使用提供冷卻和能源，從而實現零排放，因此該系統爲柴油備用發電機的有效替代方案。
新加坡的數據中心占其年度用電量的7%，其中數據中心約37%能源使用量用于冷卻服務器。
新的液態空氣儲能項目還將作爲其他項目的潛在測試平台，可用于測試其他合適的冷凍劑（如液化氫），或確定其與燃料電池和其他發電系統等其他技術的協同作用。
該合作項目還補充了南大-盛裕實驗室的另一個正在進行試驗台——一個集成的城市發電系統，可以收集，存儲和使用液化天然氣（LNG）的再氣化産生的冷能。
新加坡LNG接收站，來源：safety4sea
這個被稱爲“低溫聚合物（Cryo-Polygen）”的試驗台，將收集通常在液化天然氣從液態轉化爲氣態時浪費的冷能，以及燃氣輪機産生的廢熱，從而提高了低溫多合成器的效率和功率輸出。
南大-盛裕實驗室的副主任，兩個項目的首席研究員Romagnoli副教授說，他們的最終目標是開發一種高效的能源解決方案，該解決方案可以收集、可持續地存儲被浪費的能量，並將其用于補充供給新加坡的能源需求，從而減少總體碳足迹。
參考文獻：
1. “NTU Singapore, Surbana Jurong and ENGIE to partner for sustainable liquid air energy storage research” NTU Media Release; 2. “Cryogenic polygeneration for green data centre”, published in Elsvier’s Energy Procedia, Volume 152, October 2018.
