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根據國家發(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，其中化學儲能、壓縮空氣儲能等新型儲能技術創(chuàng)新取得長足進步。

目前已有的儲能技術主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導儲能、鋰電池、液流電池等。其中壓縮空氣儲能技術具有儲能容量大、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。本文從技術原理、技術特點、應用案例等方面，為讀者介紹壓縮空氣儲能技術。

技術原理

壓縮空氣儲能（Compressed-Air Energy Storage, CAES）是基于燃氣輪機技術開發(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動透平膨脹做功。可以簡化為：壓縮——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[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，增設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