压缩空气储能是一种可以实现大容量和长时间电能存储的电力储能系统,是指将低谷、风能、太阳能等不容易储藏的电力用于压缩空气,将压缩后的高压空气密封在储气设备中,在需要时给释放出来,转化为电能的方式。目前,地下储气站采用报废的矿井、沉降在海底的储气罐、过期油气井、山洞、新建储气井等多种方式,其中最理想的方式是水封恒压储气站,能够保持输出压力恒定的气体,地上储气站采用的是高压储气罐模式。
现在压缩空气储能技术已经非常成熟,已经实现大规模商业化应用。压缩空气储能具有工作时间长、容量大、经济性能好、充放电循环等多个优点,具体介绍如下:
1、场地限制少。虽然将压缩空气储存在合适的地下矿井或者熔岩下的洞穴中是最经济的方式,但是现代压缩空气储存的解决方法是可以用地面储气罐取代溶洞。
2、建造成本和运行成本比较低,低于钠硫电池或液流电池,而且也低于抽水蓄能电站,具有很好的经济性,随着绝热材料的应用使用少量或不使用天然气或石油等燃料加热压缩空气,燃料成本占比逐渐减少。
3、规模上仅次于抽水蓄能,适合建造大型电站,压缩空气储能系统可以持续工作数小时甚至数天,工作时间长。
4、寿命长,通过较好的维护可以达到40-50年,接近抽水蓄能的50年,并且效率可以达到60%左右,接近抽水蓄能电站。
5、可靠性、安全性高。压缩空气储能使用的原料是空气,不会燃烧,没有爆炸的危险存在,不产生任何有毒的气体,万一发生储气罐漏气事故,罐内压力会骤然降低,空气既不会爆炸也不会燃烧,安全系数高。
总之,在我国广泛不具备设备抽水蓄能电站自然条件的一些地区,尤其是远离消费中心的大型风电场和太阳能发电厂,迫切需要研究开发另一种能够适合大规模长时间使用的储能技术,由于压缩空气储能优势明显,可以弥补抽水蓄能的先天不足,将是有效解决我国大规模储能问题的重要选择。