壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能：高效率儲能技術(shù)2014-1-13壓縮空氣儲能電站（CAES）是一種用來調(diào)峰的燃氣輪機發(fā)電廠，主要利用電網(wǎng)負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，并將其儲藏在典型壓力7.5MPa的高壓密封設施內(nèi)，在用電高峰釋放出來驅(qū)動燃氣輪機發(fā)電。在燃氣輪機發(fā)電過程中，燃料的2/3用于空氣壓縮，其燃料消耗可以減少1/3,所消耗的燃氣要比常規(guī)燃氣輪機少40%，同時可以降低投資費用、減少排放。值得注意的是，壓縮空氣儲能電站建設投資和發(fā)電成本均低于抽水儲能電站，但其能量密度低，并受巖層等地形條件的限制。不過，壓縮空氣儲能電站的優(yōu)勢也非常明顯，其儲氣庫漏氣開裂可能性極小，安全系數(shù)高，壽命長，可以冷啟動、黑啟動，響應速度快，主要用于峰谷電能回收調(diào)節(jié)、平衡負荷、頻率調(diào)制、分布式儲能和發(fā)電系統(tǒng)備用。盡管這種“壓縮氣體能源儲備”的概念已經(jīng)提出了30多年，但目前全世界僅有德國、美國兩家壓縮空氣發(fā)電廠。這兩家發(fā)電廠分別創(chuàng)建于19世紀中后期和19世紀末。目前，兩家壓縮空氣發(fā)電廠都運營正常。同時，美國艾奧瓦州正在建設全球第三家壓縮空氣發(fā)電廠，負責“艾奧瓦儲備能源公園”（ISEP）項目設計工作的美國圣地亞國家實驗室已經(jīng)得到了來自美國能源部的資金支持，預計將于2012年投入運營。據(jù)了解，艾奧瓦儲備能源公園是一個壓縮空氣發(fā)電廠，該發(fā)電廠將充分利用艾奧瓦州豐富的風力資源作為發(fā)電廠的運行能源，存儲容量可用于50小時發(fā)電。一旦該項目開始運營，其每年發(fā)電量將占艾奧瓦州用電量的20%左右，每年可以為艾奧瓦州節(jié)省大約500萬美元的能源成本。不過，建設壓縮空氣發(fā)電廠并非易事。建設的首要任務之一，就是必須找到一個支持空氣壓縮存儲的地質(zhì)空間，但這需要占用大面積土地，因此，選址也成為制約其發(fā)展的決定性因素之一。盡管在壓縮空氣儲能技術(shù)準備相關(guān)設施的時候產(chǎn)生很多費用，但是相關(guān)科學家還是認為這種形式的儲存模式比制造電池便宜得多。另外，它的高容量和高效率已成為其區(qū)別于其他儲能方式的決定性優(yōu)勢。

不同類型儲能技術(shù)特性比較儲能類型典型功率典型能量優(yōu)勢劣勢應用方向機械儲能抽水儲能100~2000MW4?10h大功率，大容量，低成本場地要求特殊日負荷調(diào)節(jié)，頻率控制和系統(tǒng)備用壓縮空氣儲能100~300MW6?20h大功率，大容量，低成本場地要求特殊，需要燃氣調(diào)峰發(fā)電廠，系統(tǒng)備用電源微型壓縮空氣儲能10?50MW1?4h同上同上調(diào)峰飛輪儲能5kW?1.5MW15s?15min大容量低能量密度調(diào)峰，頻率控制，UPS，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，輸配電系統(tǒng)穩(wěn)定性電磁儲能超導儲能10kW?1MW5s?5min大容量高制造成本，低能量密度UPS，電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，輸配電系統(tǒng)穩(wěn)定性超級電容器1~100kW1s?1min長壽命，高效率低能量密度電能質(zhì)量調(diào)節(jié)，輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性（與FACTS結(jié)合）電化學儲能鉛酸電池1kW?50MW1min-3h低投資壽命短電能質(zhì)量，可靠性，頻率控制，備用電源，黑啟動，UPS先進電池技術(shù)，如NaS,VRLA,Li等kW級?MW級mins-hours大容量，高能量密度，高效率高制造成本，安全顧慮各種應用液流電池，如VRB,