柔性压缩空气储能技术 | 专家ppt分享（附原文下载）

内容来源: 钦秋伟业能源电力说

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来源：电工学会国际合作与学术交流

压缩空气储能技术，起源于燃气轮机技术，是一种物理储能方式。其系统原理如图所示，不仅储能规模宏大、放电时长持久，而且建设和运行成本相对较低，寿命也相当长。在储能过程中，过剩或非峰值的电能会驱动电动机旋转，进而将电能转化为机械能。随后，电动机带动压缩机将低压空气压缩至高压状态，并储存在专门的储气装置中，如盐穴、人工硐室或储气罐内。这样，电能就被成功转换为空气的热能和压力能。

到了释能阶段，高压空气从储气装置中释放出来，进入燃烧室与燃料混合燃烧，或是在换热器中被其他热流体加热。随后，高温高压气体驱动透平旋转，透平再带动发电机发电。在这一过程中，空气的内能被转换为电能。

压缩空气储能技术，这一物理储能方式，源于燃气轮机技术，具有宏大的储能规模和持久的放电时长。中国科学院工程热物理研究所自2004年起便深耕于此，成功将该技术从理论研究推向商业化应用，实现了从kW级到300MW级的跨越。然而，尽管传统压缩空气储能及先进压缩空气储能技术已取得显著进展，但它们均面临三大挑战：在沿海特殊地理环境中寻找合适的大规模储气场所、解决储释能过程中的能量损失问题、以及克服频繁变化工况导致的效率下降。

为了克服这些限制，中国科学院工程热物理研究所储能研发中心决定探索新的路径——开发水下恒压压缩空气储能技术。该技术利用水下特定位置的水压稳定性，通过闭式柔性储气装置或开式刚性储气装置，实现恒压储气和恒压放气，从而解决传统技术中的压力和温度波动问题。这一创新技术有望进一步提升储能效率，满足海上可再生能源开发的迫切需求。
这两种储气装置的设计，使得装置内部的空气能够在排气压力保持稳定的情况下完全释放，从而充分利用了储气空间，提高了储能密度。在储/释能过程中，由于储气库内的压力始终维持恒定，因此压缩机和透平的工作压力可以依据储气库的设计压力进行最优化设计，使得系统能量损失最小，运行效率最高。

经过对比研究，我们发现恒压系统的效率相较于恒容系统提高了3％-6％。而且，随着储气压力的增大，恒压系统的储能密度优势愈发明显，绝热恒压系统的储能密度甚至可达恒容系统的3倍以上。