全球今熱點(diǎn)：非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)：保障電力安全新技術(shù)

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“雙碳”背景下，風(fēng)電等新型電力系統(tǒng)正在發(fā)揮重要作用，但與傳統(tǒng)化石能源相比，新能源更多依靠自然條件，受氣候、季節(jié)等影響較大，因此，如何建設(shè)大規(guī)模儲(chǔ)能發(fā)電設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)電力電量實(shí)時(shí)平衡、保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行是目前的重要需求。非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)正在解決新能源供應(yīng)不穩(wěn)定的缺陷。

一般來說，目前已有的儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能兩類，抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能都屬于物理儲(chǔ)能方式；利用鉛酸電池、鋰電池等各種電池則屬于化學(xué)儲(chǔ)能方式。在實(shí)施過程中，不同的儲(chǔ)能方式也各有優(yōu)缺點(diǎn)。傳統(tǒng)的抽水蓄能發(fā)電效率高、規(guī)模大，但受地理環(huán)境的影響很大，需要豐富的水資源；電池儲(chǔ)能能量轉(zhuǎn)換速度快，受成本、使用壽命、后續(xù)處理等因素制約。相比其他能源，壓縮空氣儲(chǔ)能的規(guī)模大，可儲(chǔ)存能量多，同時(shí)安全環(huán)保、占地面積小，是大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域開發(fā)的新趨勢(shì)。

作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)，壓縮空氣儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)“廢地利用”，顯著降低原材料、用地等方面的成本。鹽穴往往處在密封性良好且閑置狀態(tài)，不僅適合儲(chǔ)存石油、天然氣等重要戰(zhàn)略物資，還可以儲(chǔ)存高壓空氣。

“非補(bǔ)燃”技術(shù)則是相對(duì)于“補(bǔ)燃”而言的，補(bǔ)燃是指那些被儲(chǔ)存的高壓空氣被釋放出來后，需要加熱膨脹以產(chǎn)生更大的推力，從而維持系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行。非補(bǔ)燃則沒有這個(gè)過程，壓縮空氣發(fā)電過程中不依賴煤、天然氣等外部能源燃燒。既可以節(jié)約資源，又避免補(bǔ)燃過程中產(chǎn)生的污染物排放問題。

在江蘇常州，就有這樣一座利用空氣來儲(chǔ)能、發(fā)電的電站——金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站。這是世界首個(gè)“非補(bǔ)燃”壓縮空氣儲(chǔ)能電站，也是國(guó)內(nèi)首次利用鹽穴資源的發(fā)電項(xiàng)目。其容納壓縮空氣的“容器”——鹽穴位于地下近千米處，抗壓能力強(qiáng)。雖然我國(guó)的地下鹽穴資源十分豐富，但在選址上依舊有講究，要求滿足容積適當(dāng)、地質(zhì)穩(wěn)定、距離合適等條件。

金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目所使用的茅八井鹽穴位于地下1000米左右，梨形腔體最大直徑約80米，高度超過100米，容積超過22萬立方米，相當(dāng)于105個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池。且鹽穴壁光滑，整體形態(tài)比較穩(wěn)定，氣密封測(cè)試完全能夠滿足空氣儲(chǔ)能的要求，最高可承受200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。壓縮空氣儲(chǔ)能電站的工作過程，是自身的內(nèi)循環(huán)，通過熱交換設(shè)備將熱能儲(chǔ)存在幾個(gè)巨大的儲(chǔ)熱裝置中，實(shí)現(xiàn)能量的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化，可將電能轉(zhuǎn)換效率提升至60%以上。

中國(guó)科協(xié)科普部

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