压缩空气储能技术研发现状及应用前景

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压缩空气储能技术研发现状及应用前景

作者：纪律陈海生张新敬周学志常静聂乾鑫发表时间：2018 年06

月11 日

　　储能技术是解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安

全性和经济性的迫切需要，被称为能源革命的支撑技术。压缩空气储能系统具有规模大、

效率高、成本低、环保等优点，被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。

　　压缩空气储能技术概述

　　储能技术可解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安

全性和经济性的迫切需要，被称为能源革命的支撑技术。截至 2016 年底，我国储能装机

为24.2GW，约占全国电力总装机的 1.5%，远低于世界 2.7%的平均水平。预计到 2050 年，

我国储能装机将达到 200GW 以上，占发电总量的 10%~15%，市场需求巨大而迫切。压

缩空气储能系统具有规模大、效率高、成本低、环保等优点，被认为是最具发展潜力的大

规模储能技术之一。

　　目前，全球已有两座大规模压缩空气储能电站投入了商业运行。第一座是 1978 年投

入商业运行的德国 Huntorf 电站（图 1）。机组采用两级压缩两级膨胀，压缩机功率为

60MW，膨胀机功率为 290MW（2007 年扩容至 321MW），压缩空气存储在地下 600 米

的废弃矿洞中，总容积达 3.1×105m3，压力最高可达 100bar。机组可连续充气 8小时，连

续发电 2小时。机组从静止到满负荷需要 11 分钟，冷态启动至满负荷约需 6分钟，电站效

率为 42%。第二座是于 1991 年投入商业运行的美国 McIntosh 电站（图 2）。其储气洞穴

在地下 450 米，总容积达 5.6×105m3，储气压力约为 75bar 。该电站压缩机功率为

50MW，膨胀机功率为 110MW，可实现连续 41 小时充气和 26 小时发电，机组从启动到

满负荷约需 9分钟，系统效率为 54%。另外，日本于 2001 年在北海道空知郡投运了上砂

川町 2MW 压缩空气储能示范项目。其余国家如瑞士、法国、英国、意大利、俄罗斯、以

色列、芬兰、南非和韩国等国家也在积极开发压缩空气储能电站。

　　以上商业电站均属于传统压缩空气储能技术（图 3）。在用电低谷，压缩机将空气压

缩并存于储气室中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰，高压空气从储气室

释放，进入燃烧室同燃料一起燃烧，然后驱动透平发电。但传统压缩空气储能系统存在三

个技术瓶颈，一是依赖天然气等化石燃料提供热源，不适合我国这类“缺油少气”的国家；

二是需要特殊地理条件建造大型储气室，如高气密性的岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等；三

是系统效率较低（分别为42%、54%），需进一步提高。

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摘要：

压缩空气储能技术研发现状及应用前景作者：纪律陈海生张新敬周学志常静聂乾鑫发表时间：2018年06月11日　　储能技术是解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要，被称为能源革命的支撑技术。压缩空气储能系统具有规模大、效率高、成本低、环保等优点，被认为是最具发展潜力的大规模储能技术之一。　　压缩空气储能技术概述　　储能技术可解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域能源系统效率、安全性和经济性的迫切需要，被称为能源革命的支撑技术。截至2016年底，我国储能装机为24.2GW，约占全国电力总装机的1.5%，远低于世界2.7%的平均水平。预计到205...

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