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鹽穴中的超級充電寶:壓縮空氣儲能技術(shù)
日期:2023-01-18   [復(fù)制鏈接]
責任編輯:sy_sunmengqian 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
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”新型儲能發(fā)展實施方案》顯示[1],2021年底新型儲能累計裝機超過400萬千瓦,其中化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能等新型儲能技術(shù)創(chuàng)新取得長足進步。

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

技術(shù)原理

壓縮空氣儲能(Compressed-Air Energy Storage, CAES)是基于燃氣輪機技術(shù)開發(fā)的儲能系統(tǒng)。如圖1所示,燃氣輪機工作過程中,空氣經(jīng)壓縮機壓縮至高壓后,在燃燒室利用燃料燃燒升溫,然后高溫高壓的氣體驅(qū)動透平膨脹做功??梢院喕癁椋簤嚎s——加熱——膨脹——冷卻四個連續(xù)進行的過程。

如圖2所示,壓縮機與透平機在壓縮空氣儲能系統(tǒng)中不同時工作。在蓄能時,壓縮空氣儲能系統(tǒng)利用電能將空氣壓縮并儲存于儲氣室中。在系統(tǒng)釋能時,從儲氣室釋放高壓空氣,進入燃燒室利用燃料燃燒加熱升溫后,驅(qū)動透平發(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)空氣儲能(不使用大型儲氣洞穴)、超臨界CAES和先進CAES(不使用大型儲氣洞穴、不使用燃料)等技術(shù)[4]。

案例介紹


德國漢特福(Huntorf)壓縮空氣儲能電站是全球首座投入商業(yè)運行的壓縮空氣儲能電站,該項目在1978年服役[5、6]。如圖3所示,該系統(tǒng)的儲氣部分為兩個總體積為310000m3的地下洞穴。該電站可連續(xù)儲能12小時,輸出電能3小時。壓縮機功率為60MW,發(fā)電功率可達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,因此其效率為40%左右。美國McIntosh電站于1991年投產(chǎn),增設(shè)了回熱器用于從廢氣中回收熱能,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),并取得了重大的進展和突破。2021年,江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目并網(wǎng)試驗成功[9]。該系統(tǒng)一期工程發(fā)電裝機60兆瓦,儲能容量300兆瓦時,遠期建設(shè)規(guī)模1000兆瓦。是世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站該系統(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。 

原標題:鹽穴中的超級充電寶:壓縮空氣儲能技術(shù)
 
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