压缩空气储能

不同类型储能技术特性比较
储能类型
典型功率 典型能量
优势
劣势
应用方向
100~2 000
大功率，大容 场地要求特 日负荷调节，频率控制和系统备
机 抽水储能
4~10h
MW
量，低成本
殊
用
大功率，大容 场地要求特
械 压缩空气储能 100~300 MW 6~20h
调峰发电厂，系统备用电源
量，低成本 殊，需要燃气
压缩空气储能：高效率储能技术
2014‐1‐13 压缩空气储能电站（CAES）是一种用来调峰的燃气轮机发电厂，主要利用电 网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在典型压力 7.5 MPa 的高压密封 设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。在燃气轮机发电过程中，燃料 的 2/3 用于空气压缩，其燃料消耗可以减少 1/3，所消耗的燃气要比常规燃气轮 机少 40%，同时可以降低投资费用、减少排放。 值得注意的是，压缩空气储能电站建设投资和发电成本均低于抽水储能电 站，但其能量密度低，并受岩层等地形条件的限制。不过，压缩空气储能电站的 优势也非常明显，其储气库漏气开裂可能性极小，安全系数高，寿命长，可以冷 启动、黑启动，响应速度快，主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、 分布式储能和发电系统备用。 尽管这种“压缩气体能源储备”的概念已经提出了 30 多年，但目前全世界 仅有德国、美国两家压缩空气发电厂。 这两家发电厂分别创建于 19 世纪中后期和 19 世纪末。目前，两家压缩空 气发电厂都运营正常。同时，美国艾奥瓦州正在建设全球第三家压缩空气发电厂， 负责“艾奥瓦储备能源公园”(ISEP)项目设计工作的美国圣地亚国家实验室已经 得到了来自美国能源部的资金支持，预计将于 2012 年投入运营。 据了解，艾奥瓦储备能源公园是一个压缩空气发电厂，该发电厂将充分利 用艾奥瓦州丰富的风力资源作为发电厂的运行能源，存储容量可用于 50 小时发 电。一旦该项目开始运营，其每年发电量将占艾奥瓦州用电量的 20%左右，每年 可以为艾奥瓦州节省大约 500 万美元的能源成本。 不过，建设压缩空气发电厂并非易事。建设的首要任务之一，就是必须找 到一个支持空气压缩存储的地质空间，但这需要占用大面积土地，因此，选址也 成为制约其发展的决定性因素之一。 尽管在压缩空气储能技术准备相关设施的时候产生很多费用，但是相关科 学家还是认为这种形式的储存模式比制造电池便宜得多。另外，它的高容量和高 效率已成为其区别于其他储能方式的决定性优势。
微型压缩空气
储
10~50 MW
储能
1~4 h
同上
同上
调峰
能 飞轮储能
5 kW~1.5 MW
15 s~15 min
大容量
调峰，频率控制，UPS，电能质 低能量密度
量调节,输配电系统稳定性
电 磁 超导储能 10kW~1 MW 5 s~5 min 储
大容量
高制造成本， UPS，电能质量调节，输配电系
低能量密度 统稳定性
电能质量调节，输电系统稳定性 能 超级电容器 1~100 kW 1 s~1 min 长寿命，高效率 低能量密度
（与 FACTS 结合）
电 铅酸电池 1 kW~50 MW 1 min~3 h 低投资
化
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电能质量，可靠性，频率控制， 寿命短
备用电源，黑启动，UPS
学
储 先进电池技
kW 级~MW
大容量，高能量 高制造成本，
能 术,如 NaS,
mins~hours
级
密度，高效率 安全顾虑
VRLA, Li 等
各种应用
液流电池，如 VRB, ZnBr, 100~100 MW NaBr 等
1~20 h
电能质量，可靠性，备用电源， 大容量，长寿命 低能量密度
削峰，能量管理，再生能源集成