猎迅电气-压缩空气储能原理、特点与未来

压缩空气储能是一种在电网负荷低谷期将电能转化为压缩空气的压力能存储起来，在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。它主要有传统压缩空气储能系统、带储热装置的压缩空气储能系统、液气压缩储能系统这几种形式。

这一储能方式利用电力供需的峰谷差异，实现电能的时空转移，将低谷期过剩的电能储存起来，在高峰期释放利用，缓解电网压力。不同形式的压缩空气储能系统，各有其技术特点和适用场景，为能源存储和利用提供了多样化选择。

压缩空气储能系统一般由 6 个主要部件构成。压缩机通常是多级并带有级间冷却装置，用于压缩空气；膨胀机为多级涡轮膨胀机并配备级间再热设备，实现能量转换；燃烧室及换热器负责燃料燃烧和余热回收；储气装置包括地下或地上洞穴、压力容器等；电动机 / 发电机通过离合器与压缩机和膨胀机相连；控制系统和辅助设备涵盖控制系统、燃料罐等众多设备。

在储能阶段，压缩空气储能系统借助风 / 光电或低谷电能驱动压缩机工作，把电能转化为空气的压力能。之后，高压空气被密封存储在报废矿井、岩洞、废弃油井或人造储气罐等储存空间内，实现能量的存储。

释能时，储存的高压空气被释放出来推动膨胀机运转。在传统系统中，释能阶段还需在燃烧室内燃烧化石燃料加热空气，进而利用受热膨胀的空气推动膨胀机，将空气压力能转化为机械能，最终带动发电机发电。

压缩空气蓄能罐是将压缩空气存储在大型气体容器内。它分为钢制储气罐和混凝土储气罐。钢制储气罐能承受更高压力，适合高强度储存，但成本较高；混凝土储气罐成本低，不过储存相同量压缩空气需要更大体积。

地下储气库是把压缩空气存储在地下洞穴或盐穴中，具有储存能力强、安全性高的特点。它又分为注入式和抽放式，注入式是通过管道将压缩空气注入，抽放式则是通过井或管道抽取到储存区域，但这种方式需考虑地质特征和环境影响。

该系统依靠机械设备压缩空气并储存，在需要时通过发电机将储存的空气压力能转化为电能，是较为基础的压缩空气储能类型。

利用地热、太阳能等热源产生高温气体，再对高温气体进行压缩储存，最后将储存的能量转化为电能，借助自然热源实现能量存储与转换。

先把空气压缩成液态并储存在储罐中，发电时通过加热使液态空气汽化为气态，再由涡轮发电机将能量转化为电能，这种方式能量密度相对较高。

运用物理或化学吸附材料来压缩储存空气，通过热力或减压的方式释放储存的能量，为压缩空气储能提供了新的技术思路。

储气装置作为压缩空气储能的关键，需具备多项特性。要耐高压，能适应 6 - 15 兆帕的工作压力，且具备防超压、防泄漏等能力；抗冲击，适应日循环充放气工况；易实施，技术和生产工艺成熟，维护便利且退役成本低；容量大、流量大、压损小，占地少且成本低。

设计压缩空气储能系统时，要详细评估危险区域并设置安全标识，如接地标识、逃生指示等。设备需具备防尘、防潮、防盐雾设计，生产车间等建筑设计要符合相关规范，补燃型系统要设置消防措施，管道系统要防止静电。

储气装置应综合考虑气源、用气条件、材质及安全因素。地下高压储气库要进行地质勘察和稳定性评估，确定最佳工艺方案。同时，要设置安全警示标识、报警系统、安全阀和安全护栏等安全设施。

将压缩空气储能与可再生能源结合，形成风光储一体化模式，通过优化能源配置，提升能源利用效率和经济效益。

类似抽水蓄能，响应电网调度，依靠容量电价和电量电价获取收益。在电网急需长时储能的当下，这种模式具有发展潜力。

以山东的共享储能模式为代表，用户可租赁或购买储能服务，通过容量共享实现收益，有效降低储能成本。

发电企业或用户自行装配储能设备，利用峰谷电价差进行套利，同时实现电能质量管理和保障电力供应可靠性。