雙良節能之壓縮空氣儲能概念解讀 　　壓縮空氣儲能（Compressed-AirEnergyStorage,CAES）是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式。 　　自1949年StalLaval提出利用壓縮空氣儲能以來，國內外學者進行了大量的研究。目前世界上已有兩座大型傳統的壓縮空氣儲能電站投入運營。1978年，第一臺商業運行的壓縮空氣儲能機組在德國的亨托夫（Huntorf）誕生。[1]1991年5月第二座電站在美國阿拉巴馬州麥金托夫市（Mcintosh）投入運行。 　　目前關于壓縮空氣儲能系統的形式也是多種多樣，按照工作介質、存儲介質與熱源可以分為：傳統壓縮空氣儲能系統（需要化石燃料燃燒）、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統、液氣壓縮儲能系統。 　　壓縮空氣儲能應用前景更廣闊，如可大大提高效率；使用更靈活，甚至可用于汽車動力；接納可再生能源，提供可再生能源在電網中的比例，甚至還能利用工業余熱等。 　　壓縮空氣儲能系統大規模發展的主要技術障礙在于兩方面：需要大型儲氣裝置和依賴燃燒化石燃料。為解決這兩個問題，蓄熱的壓縮空氣儲能系統、微小型壓縮空氣儲能系統、液化空氣儲能系統、超臨界壓縮空氣儲能系統、與可再生能源耦合的壓縮空氣儲能系統等運用而生。 　　帶儲熱的壓縮空氣儲能系統又被稱為先進絕熱壓縮空氣儲能系統。系統中空氣的壓縮過程接近絕熱過程，存在大量的壓縮熱。比如，在理想狀態下，壓縮空氣為100bar時，能夠產生650°C的高溫。該壓縮熱能被存儲在儲熱裝置中，并在釋能過程中加熱壓縮空氣，驅動透平做功。相比于燃燒燃料的傳統壓縮空氣儲能系統，該系統的儲能效率大大提高，理論上可達到70%以上；同時，由于用壓縮熱代替燃料燃燒，系統去除了燃燒室，實現了零排放的要求。該系統的主要缺點是，初期投資成本將增加20%~30%。 　　小型壓縮空氣儲能系統的規模一般在10MW級，它利用地上高壓容器儲存壓縮空氣，從而突破對儲氣洞穴的依賴，具有更大的靈活性。它更適合于城區的供能系統——分布式供能、小型電網等，用于電力需求側管理、無間斷電源等；同時也可以建于風電場等可再生能源系統附近，調節穩定可再生能源電力的供應等。 　　微型壓縮空氣儲能系統的規模一般在幾千瓦到幾十千瓦級，它也是利用地上高壓容器儲存壓縮空氣，主要用于特殊領域（比如控制、通訊、特種領域）的備用電源、偏遠孤立地區的微小型電網、以及壓縮空氣汽車動力等。國外學者研發了一種車用壓縮空氣動力系統，車載儲氣罐300升，可以驅動一輛1噸的汽車以50公里/小時的速度行駛96公里，基本滿足日常市內交通的需要。 　　液化空氣和超臨界壓縮空氣儲能系統是最近才提出的新型壓縮空氣儲能系統。前者由中科院工程熱物理所聯合英國高瞻公司等單位共同開發研制，并獲得專利。由于液態空氣的密度遠大于氣態空氣的密度，該系統不需要大型儲氣室。但是，該系統的效率較低。為解決液態空氣儲能系統低效率問題，中科院工程熱物理所在2009年在國際上首次提出并自主研發了超臨界壓縮空氣儲能系統，該技術利用超臨界狀態下空氣的特殊性質，綜合了常規壓縮空氣儲能系統和液化空氣儲能系統優點。具有儲能規模大、效率高、投資成本低、能量密度高、不需要大儲存裝置、儲能周期不受限制、適用各種類型電站、運行安全和環境友好等優點，前景廣闊。 　　壓縮空氣儲能和可再生能源耦合的系統可以將間歇式可再生能源“拼接”起來，穩定地輸出。帶儲熱的壓縮空氣儲能系統可以存儲太陽能熱能，在需要時加熱壓縮空氣，然后驅動透平發電。除太陽能熱能外，電力、化工、水泥等行業的余熱廢熱均可作為外來熱源，因此，帶儲熱的壓縮空氣儲能系統具有廣泛的應用前景。另外還可以耦合風力發電系統，在用電低谷，風電廠的多余電力壓縮并儲存壓縮空氣；在用電高峰，壓縮空氣燃燒并進入燃氣透平發電。采用壓縮空氣儲能—風能耦合的系統可將風電在電網中供電的比例提高至80%，遠高于傳統40%的上限。還可將生物質氣化為合成氣，替代天然氣應用到壓縮空氣系統中，降低壓縮空氣儲能系統對天然氣的依賴。