什么是壓縮空氣儲能？分類有哪些？優缺點介紹

1.壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能(compressed air energy storage, CAES)的概念是1949年由Stal Laval提出的，是一種新型的大型能源存儲方式，其工作原理為：在用電低谷期，用電網中多余的電能通過壓縮機將空氣壓縮并儲存在儲氣設備內，等到用電高峰期將高壓空氣釋放，推動電機發電，以此來調節電力系統的峰谷負荷。壓縮空氣儲能系統一般包括5個主要部件:壓氣機、燃燒室、透平、儲氣裝置、發電機/電動機。

2.壓縮空氣儲能分類

(1)絕熱壓縮空氣儲能系統

絕熱壓縮空氣儲能(Adiabatic Compressed Air Energy Storage， A-CAES)系統利用儲熱技術代替燃燒室，壓縮機對空氣進行壓縮的過程中會產生壓縮熱，A-CAES 系統在壓縮機出口安裝蓄熱器吸收高壓空氣的熱量，再儲存進儲氣罐內，釋能過程中利用蓄熱器內的熱量加熱高壓空氣，替代燃燒室通過燃燒的方式加熱高壓空氣，送至膨脹機做功。與傳統壓縮空氣儲能相比，該系統避免了燃燒室燃燒產生的污染物排放，能量得到高效利用，提高了系統效率。

(2)蓄熱式壓縮空氣儲能系統

蓄熱式壓縮空氣儲能(Thermal Storage Compressed Air Energy Storage，TS-CAES)系統儲能部分采用級間冷卻的方式利用冷水罐中的水逐級回收壓縮熱，將加熱后的水儲存在熱水罐中，常溫的高壓空氣儲存在儲氣室內，釋能時，儲氣室內的高壓空氣首先進入級間加熱器，吸收熱水罐內熱水的熱量后再進入膨脹機做功。相比于絕熱壓縮空氣儲能系統，蓄熱式壓縮空氣儲能系統的熱量利用程度更高，且可以同時利用工業余熱和由可再生能源轉化來的熱量。

(3)液態空氣儲能系統

液態空氣儲能(Liquid Air Energy Storage，LAES)系統，在儲能過程中，高壓空氣經蓄冷回熱器降溫至液化溫度后，在膨脹閥中降壓液化，經分離得到的液態空氣被儲存，未液化的空氣回到蓄冷回熱器釋放冷量;在釋能過程中，液態空氣經低溫泵加壓后進入蓄冷回熱器吸熱，之后進入燃燒室燃燒得到高溫高壓燃氣。

(4)超臨界壓縮空氣儲能系統

超臨界壓縮空氣儲能 (Supercritical Compressed Air Energy Storage，SC-CAES)系統儲能過程中將空氣壓縮過程產生的熱量儲存于蓄熱器，這部分熱量可用于釋能時加熱高壓空氣;壓縮機出口的高壓空氣處于超臨界狀態(T>132K，P>3.79MPa);高壓空氣最終以液態空氣的形式儲存。

3.壓縮空氣儲能優缺點

相比于其他儲能技術，壓縮空氣儲能具有安全低碳、容量大、成本低等優點，且系統規模越大，效率越高、成本越低，但是，其儲能密度低且需要大型能里存儲設備如洞穴或大型氣罐等，給電站的建造選址增加困難。

4.我國壓縮空氣儲能項目

壓縮空氣儲能在歐美已經達到商業化運行水平，我國的研究大多還集中在理論、小型實驗和試點應用層面還沒有投入商業運行的大規模壓縮空氣儲能電站，正在進行的項目如下：

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參考報告：《新型電力系統攜手新型儲能全面支撐“雙碳”目標達成——新型儲能行業動態報告(31頁).pdf》