淺談壓縮空氣儲(chǔ)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(yàn)。比如近年來(lái)引發(fā)關(guān)注的棄風(fēng)問(wèn)題——一年有8600小時(shí)，而風(fēng)機(jī)的年利用小時(shí)數(shù)還不到1500，風(fēng)力資源極大浪費(fèi)了，一個(gè)重要的原因就是缺乏配套的調(diào)節(jié)電源。不過(guò)，儲(chǔ)能技術(shù)則提供了一種很好的解決辦法。具體來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能的調(diào)峰調(diào)頻能力強(qiáng)，響應(yīng)速度快、信息化自動(dòng)化程度高，方便電網(wǎng)調(diào)度。同時(shí)，儲(chǔ)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(chǔ)能技術(shù)各有不同，大致可分為物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。其中，物理儲(chǔ)能包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等�；瘜W(xué)儲(chǔ)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(chǔ)能，如超導(dǎo)儲(chǔ)能等。 

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

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

　　盧強(qiáng)：抽水蓄能是一種比較好的儲(chǔ)能方式，技術(shù)相對(duì)成熟，壽命達(dá)到30-40年，功率和儲(chǔ)能容量規(guī)模可以做得很大，對(duì)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(chǔ)能有一個(gè)局限性，就是受地勢(shì)影響較大，必須要有合適的地理?xiàng)l件。比如在北京，找了幾十年才找了一處——十三陵水庫(kù)。水庫(kù)周圍是地勢(shì)相對(duì)較高的高山，在高山上修建水庫(kù)，夜間將十三陵水庫(kù)的水泵入，白天高峰用來(lái)發(fā)電。盡管泵水也需要耗費(fèi)電力，但是這個(gè)電力是夜間的低谷電價(jià)，大概是3-4毛錢，而白天高峰電價(jià)則是1.2元。利用電力差價(jià)來(lái)實(shí)現(xiàn)盈利，現(xiàn)在十三陵水庫(kù)的投資早已收回了。

　　相比抽水蓄能受限于地理?xiàng)l件，空氣壓縮儲(chǔ)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(lái)儲(chǔ)能，在有需要的時(shí)候發(fā)出來(lái)，完全不受地理?xiàng)l件的限制。

　　中國(guó)能源報(bào)：抽水蓄能是利用水的勢(shì)能來(lái)發(fā)電，壓縮空氣儲(chǔ)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(gè)人承受的空氣壓力是0.1兆帕，也就是一個(gè)大氣壓，而儲(chǔ)能罐里的空氣壓力是40兆帕，即400個(gè)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(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的大軸，大軸連著發(fā)電機(jī)，給了磁場(chǎng)就能發(fā)電。壓縮空氣儲(chǔ)能不受地理?xiàng)l件限制，利用的也是放棄不用的“垃圾電力”。

　　中國(guó)能源報(bào)：那么壓縮空氣儲(chǔ)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(chǔ)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(huì)燃燒，沒有爆炸的危險(xiǎn)。如果儲(chǔ)氣罐漏氣，罐內(nèi)壓力會(huì)驟然降低，空氣既不會(huì)爆炸也不會(huì)燃燒，因此是一種比較安全的儲(chǔ)能方式。