[科普中国]-空气蓄能发电

空气蓄能发电是指用剩余的电力把空气压缩贮存于密闭的洞窟里，需要时再把压缩空气引出，推动汽轮机旋转，以此重新获得电力的一套装置。剩余电力的现利用率约70%。

目前，美国和瑞典正在进行此项研究，其概要是：先让要贮藏的电力驱动空气压缩机的马达，将压缩空气的贮存压力最高不能超过十五个大气压。在需要用电的时候，让压缩空气推动压缩机的马达逆转。这样就变成了发电机发出发电。1

研究背景一般的空气蓄能发电电站容量较大，机组容量在100MW以上，对于容量在100MW以下的，可以称为小型压缩空气蓄能系统，更小的则可称为微型压缩空气蓄能系统。CAES电站是20世纪50年代发展起来的新型能量存储系统，在20世纪90年代开始随着相关技术的逐步完善，以及各国对能源电力质量、环境保护的更高要求，一些国家开始重视CAES的研究工作。世界上第一个CAES电站是德国HuntdorfCAES电站，机组容量290MW，其冷态启动至满负荷仅需6min，在25%负荷时的热耗仅比满负荷高211kJ，其排放量仅是同容量燃气轮机机组的1/3。

美国在1991年建成了机组容量为110MW的CAES电站，在这个电站应用了回热技术，因此经济性有很大程度的提高，以高位发热量计算其发电热耗仅为5565kJ/kwh，美国Ohio州从2001年起开始建一座2700MW的大型CAES商业电站，该电站由9台300MW机组组成。

特点电力系统负荷不均衡是当今世界重大科研课题，我国同样也面临这高峰、低谷负荷差别大，供电质量受影响，调峰填谷等问题。解决这类问题最好的办法是把电能存储起来，对于电能的存储，可以采取以下方式，如抽水蓄能电站、压缩空气蓄能电站、蓄电池蓄能电站、超导磁蓄能、飞轮蓄能、电磁蓄能等方式。其中只有抽水蓄能电站和压缩空气蓄能电站可以大量的存储电能，而其它蓄能电站则最大功率只能到几个MW，因此只有这两者才可以真正起到调节电网负荷、提高供电质量的作用。但抽水蓄能电站因为电站选址、造价等问题受到限制，而压缩空气蓄能(CAES)电站则没有上述限制，可以建在城市附近，且有占地面积少，环境污染小，经济性能高等优势，因此在世界范围内受到了广泛的关注，被认为是新世纪非常有前景的能量存储系统。2

电站组成CAES电站包括空气压缩机、电动机/发电机、地下贮气室、换热器、燃烧室、燃气轮机等常用设备，可分为蓄能子系统和发电子系统。

压缩机、电动机、贮气室等组成的蓄能子系统中将电站低谷的低价电能通过压缩空气储存在岩穴、废弃矿井等储气室中，蓄能时通过联轴器将电动机/发电机和压缩机耦合，与燃气轮机解耦合；电力系统峰荷时，利用压缩空气燃烧驱动燃气轮机发电，燃气轮机、燃烧室以及加热器等即发电子系统，发电时电动/发电机与燃气轮机耦合、与压缩机解耦合。因此蓄能子系统的优化对于压缩空气蓄能发电来说具有重要的意义。1

本词条内容贡献者为:

张静 - 副教授 - 西南大学