[科普中国]-空气发电技术

空气发电技术被称为空气压缩能源储存技术(CAES)，其原理大致如下：利用空气压缩机，将大自然之中的空气吸收压缩成密度、高压力大的有效气压资源，并储存稳压。到需要使用时再通过放气阀门和输气管道向气轮机内排放，冲动气轮机叶轮运转并拖动发电机转子运转而发电。

简介人们常将风力发电视为最洁净、无污染的发电技术之一，但是就风力发电而言，也有它的不足，在风力微弱的情况下，风车翼片无外力推动，就会静止不动，无法发出电能。另外，如果联网的风车群有部分不工作，只有几台运转就可能出现过载现象。电给人们生活和社会带来了诸多便利，当今社会，如果没有电能，后果难以设想。可是，通常电只能是发多少，消耗多少，无法存储。虽然有一些存储方法，但成本昂贵，难以普及1。

技术的发明在深夜，居民用电和企业用电均处于低峰，如果是核电站或热力电站，便可以将水压缩进位于高处的储水站，当需要用电时将水排出，推动涡轮发电机发电。那么，风力发电能否也像别的发电方式那样，将空气存储起来，到需要时再使用呢？德国工程技术人员找到了一种存储空气的新方法，即在地下建一座大型储气站，用空气压缩机将空气压缩，进行存储。需要时打开阀门，由高压空气推动涡轮机发电，空气排放前，如果再用燃气加热，效率将更高1。

技术的发展开发早在1978年，德国下萨克森州就建成了世界上第一座空气发电站，两个位于地下658米和800米的储气站是两个废弃的盐矿矿井。这两个储气站的储气量为31万立方米，最大承受压力为70巴，足够供功率290兆瓦的发电机组工作3小时。除此以外，在美国亚拉巴马州也有一个类似的电站，据说美国将要对其进行改造，并将建造一系列新型空气发电站。如，将于2003年并网的 Norton电站就是利用废弃的碱矿矿井，它深入地下800米，储气量达900万立方米，可发电2700兆瓦，相当于二个大型核电站的峰值发电量，可满足68万户居民的两天用电。

能源专家对空气发电前景看好，该技术除了能作为应急电站外，也是一种洁净能源的获取办法，如果将其与风力发电机组合使用，它将开辟了一条全新的提供能源的新途径。一个风力发电机群加上压缩空气电站，无论从技术、还是从经济角度看，均可以与油、燃气、煤或核能一比高下。如我国的内蒙地区，风力资源丰富，建造风力发电机群，加上空气电站，将有取之不尽的能源。

为保证能提供充足的电能，一般在设计风力发电站时需考虑各种因素，如，建造一个50兆瓦的电站，并不是说由50台1兆瓦的风力发电机简单并联，这只是指在最佳风源的情况下能够实现，但如果风速降低，其功率可能只能达到25兆瓦，因此，建造时需要安装100台风力发电机，这样，即使在风速较低时仍能提供足够的电能。风速高时，同时工作会出现电力过剩情况，这时就可以将空气压缩进地下储气站，到需要时再放出1。

发展前景空气发电技术还少有人问津，原因是矿物能源的价格太低，以致人们还无需去考虑。一旦矿物能源耗尽，政府对二氧化碳排放标准严加限制，对洁净能源的需求就会骤然而升。当然，空气发电也并非是零排放，但与热力发电相比，仅是它的二十分之一，每度电的二氧化碳排放量为10至15克。如果该技术能够投入使用，那么它将是生态能源领域的一项新突破1。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学