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根據(jù)國家發(fā)展改革委、國家能源局近日聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》顯示[1]，2021年底新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)超過400萬千瓦，其中化學(xué)儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新取得長(zhǎng)足進(jìn)步。

目前已有的儲(chǔ)能技術(shù)主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能、鋰電池、液流電池等。其中壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)具有儲(chǔ)能容量大、周期長(zhǎng)、運(yùn)行壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，是具有廣闊發(fā)展前景的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。本文從技術(shù)原理、技術(shù)特點(diǎn)、應(yīng)用案例等方面，為讀者介紹壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。

技術(shù)原理

壓縮空氣儲(chǔ)能（Compressed-Air Energy Storage, CAES）是基于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)開發(fā)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。如圖1所示，燃?xì)廨啓C(jī)工作過程中，空氣經(jīng)壓縮機(jī)壓縮至高壓后，在燃燒室利用燃料燃燒升溫，然后高溫高壓的氣體驅(qū)動(dòng)透平膨脹做功?？梢院?jiǎn)化為：壓縮——加熱——膨脹——冷卻四個(gè)連續(xù)進(jìn)行的過程。

如圖2所示，壓縮機(jī)與透平機(jī)在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中不同時(shí)工作。在蓄能時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)利用電能將空氣壓縮并儲(chǔ)存于儲(chǔ)氣室中。在系統(tǒng)釋能時(shí)，從儲(chǔ)氣室釋放高壓空氣，進(jìn)入燃燒室利用燃料燃燒加熱升溫后，驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電

為了提高CAES系統(tǒng)的效率，發(fā)展出了蓄熱式及等溫壓縮CAES（不使用燃料）、液態(tài)空氣儲(chǔ)能（不使用大型儲(chǔ)氣洞穴）、超臨界CAES和先進(jìn)CAES（不使用大型儲(chǔ)氣洞穴、不使用燃料）等技術(shù)[4]。

案例介紹

德國漢特福（Huntorf）壓縮空氣儲(chǔ)能電站是全球首座投入商業(yè)運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，該項(xiàng)目在1978年服役[5、6]。如圖3所示，該系統(tǒng)的儲(chǔ)氣部分為兩個(gè)總體積為310000m3的地下洞穴。該電站可連續(xù)儲(chǔ)能12小時(shí)，輸出電能3小時(shí)。壓縮機(jī)功率為60MW，發(fā)電功率可達(dá)290MW。由于該系統(tǒng)將燃燒產(chǎn)生的高溫廢氣直接排向大氣，造成了熱能的浪費(fèi)，因此其效率為40%左右。美國McIntosh電站于1991年投產(chǎn)，增設(shè)了回?zé)崞饔糜趶膹U氣中回收熱能，將系統(tǒng)效率提高至54%[7、8]。

近年來，我國開始CAES技術(shù)的研究和開發(fā)，并取得了重大的進(jìn)展和突破。2021年，江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目并網(wǎng)試驗(yàn)成功[9]。該系統(tǒng)一期工程發(fā)電裝機(jī)60兆瓦，儲(chǔ)能容量300兆瓦時(shí)，遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模1000兆瓦。是世界首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站該系統(tǒng)，可將電能轉(zhuǎn)換效率提升至60%以上，全過程無燃燒、無排放。 

原標(biāo)題：鹽穴中的超級(jí)充電寶：壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)