淺談壓縮空氣儲能

　　隨著間歇式、不穩(wěn)定的可再生能源并網(wǎng)比例不斷加大，電網(wǎng)也在承受著嚴(yán)峻的考驗。比如近年來引發(fā)關(guān)注的棄風(fēng)問題——一年有8600小時，而風(fēng)機(jī)的年利用小時數(shù)還不到1500，風(fēng)力資源極大浪費(fèi)了，一個重要的原因就是缺乏配套的調(diào)節(jié)電源。不過，儲能技術(shù)則提供了一種很好的解決辦法。具體來說，儲能的調(diào)峰調(diào)頻能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快、信息化自動化程度高，方便電網(wǎng)調(diào)度。同時，儲能減少了備用機(jī)組容量，提高機(jī)組運(yùn)行效率，減少溫室氣體排放。

　　目前世界上儲能技術(shù)各有不同，大致可分為物理儲能和化學(xué)儲能。其中，物理儲能包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、相變儲能等?；瘜W(xué)儲能包括鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池等。此外，還有電磁儲能，如超導(dǎo)儲能等。 

　　就壓縮空氣儲能這一新興技術(shù)，本報記者日前采訪了致力于該領(lǐng)域研究長達(dá)20年的中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)電機(jī)系教授盧強(qiáng)。

　　中國能源報：現(xiàn)在應(yīng)用更多的集中式儲能方式是抽水蓄能，壓縮空氣儲能和抽水蓄能相比，優(yōu)劣勢在哪？

　　盧強(qiáng)：抽水蓄能是一種比較好的儲能方式，技術(shù)相對成熟，壽命達(dá)到30-40年，功率和儲能容量規(guī)模可以做得很大，對于控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性、調(diào)峰、調(diào)頻以及接納可再生風(fēng)電都可以發(fā)揮巨大作用。但蓄水儲能有一個局限性，就是受地勢影響較大，必須要有合適的地理條件。比如在北京，找了幾十年才找了一處——十三陵水庫。水庫周圍是地勢相對較高的高山，在高山上修建水庫，夜間將十三陵水庫的水泵入，白天高峰用來發(fā)電。盡管泵水也需要耗費(fèi)電力，但是這個電力是夜間的低谷電價，大概是3-4毛錢，而白天高峰電價則是1.2元。利用電力差價來實(shí)現(xiàn)盈利，現(xiàn)在十三陵水庫的投資早已收回了。

　　相比抽水蓄能受限于地理條件，空氣壓縮儲能則不然。只要有需要的地方，就可以建造，它也是利用低谷、棄風(fēng)、棄水、棄光的電力來儲能，在有需要的時候發(fā)出來，完全不受地理條件的限制。

　　中國能源報：抽水蓄能是利用水的勢能來發(fā)電，壓縮空氣儲能原理是怎樣的？

　　盧強(qiáng)：壓縮空氣是利用分子的內(nèi)力。常態(tài)下，每個人承受的空氣壓力是0.1兆帕，也就是一個大氣壓，而儲能罐里的空氣壓力是40兆帕，即400個大氣壓。只要閘門一開，壓縮空氣就將噴射而出，這跟水的道理一樣。用12缸、24缸的發(fā)動機(jī)來驅(qū)動一個轉(zhuǎn)動的大軸，大軸連著發(fā)電機(jī)，給了磁場就能發(fā)電。壓縮空氣儲能不受地理條件限制，利用的也是放棄不用的“垃圾電力”。

　　中國能源報：那么壓縮空氣儲能的安全性和可靠性如何？

　　盧強(qiáng)：現(xiàn)在華夏空能機(jī)械科學(xué)研究院做的儲氣罐，可以允許的最高壓力是50兆帕，實(shí)際上我們充氣只到40兆帕，也就意味著有很大的安全系數(shù)，是安全的。另外，空氣不會燃燒，沒有爆炸的危險。如果儲氣罐漏氣，罐內(nèi)壓力會驟然降低，空氣既不會爆炸也不會燃燒，因此是一種比較安全的儲能方式。