鹽穴非補燃壓縮空氣儲能系統(tǒng)
鹽穴非補燃壓縮空氣儲能系統(tǒng)屬于壓縮空氣儲能(compressed air energy storage，CAES)，壓縮空氣儲能對地理條件無特殊要求，建造成本和響應速度與抽水蓄能電站相當，使用壽命長，儲能容量大，是一種具有推廣應用前景的大規(guī)模儲能技術。 國外已有兩座大型CAES電站分別在美國和德國投入商業(yè)運行，多座電站正在建設之中。此外，多家研究機構及公司開展了該方面的研究，提出了許多創(chuàng)新性的CAES系統(tǒng)技術方案。
德國Huntorf CAES電站(左)和美國McIntosh CAES電站(右)
壓縮空氣儲能系統(tǒng) 可利用低谷電、棄風電、棄光電等對空氣進行壓縮，并將高壓空氣密封在地下鹽穴、地下礦洞、過期油氣井或新建儲氣室中 ，在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動透平機（氣輪機、渦輪機等）發(fā)電 。按照運行原理，壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以分為補燃式和非補燃式兩類。
補燃式CAES需要借助燃料的補燃，以實現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)運行。儲能時，電機驅動壓縮機將空氣壓縮至高壓并存儲在儲氣室中;釋能時，儲氣室中的高壓空氣進入燃氣輪機，在燃燒室中與燃料混合燃燒，驅動燃氣輪機做功，從而帶動發(fā)電機對外輸出電能。 補燃式CAES由于采用燃料補燃，存在污染排放問題，同時存在對天然氣等燃料的依賴。
補燃式CAES示意圖
非補燃式CAES基于常規(guī)的補燃式CAES發(fā)展而來，通過采用回熱技術，將儲能時壓縮過程中所產(chǎn)生的壓縮熱收集并存儲，待系統(tǒng)釋能時加熱進入透平的高壓空氣 。非補燃式CAES不僅消除了對燃料的依賴，實現(xiàn)了有害氣體零排放，同時還可以利用壓縮熱和透平的低溫排氣對外供暖和供冷，進而實現(xiàn)冷熱電三聯(lián)供，實現(xiàn)了能量的綜合利用，系統(tǒng)綜合效率較高。鑒于非補燃式CAES在環(huán)保、能量綜合利用等方面的優(yōu)勢，目前已成為CAES的主流研究方向。
非補燃式CAES示意圖
壓縮空氣儲能電站效果圖
金壇鹽礦被譽為中國東部地區(qū)綜合指標最佳的“江南第一礦” ，具有鹽礦腔體深度適中、抗壓強大、穩(wěn)定性好的特點，用于氣體存儲具有安全可靠、經(jīng)濟實用、環(huán)境友好的優(yōu)勢。我國首個鹽穴壓縮空氣儲能國家示范項目落戶金壇，能夠進一步放大金壇鹽穴資源優(yōu)勢，彰顯國家項目示范效應，提升金壇能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，推動金壇區(qū)能源產(chǎn)業(yè)布局邁上新臺階。
據(jù)悉該項目于2017年5月27日獲國家能源局批復。當月，中鹽金壇公司 成立盧強院士工作站，次月成立“清華大學—中鹽金壇壓縮空氣儲能技術聯(lián)合研究中心”，2017年底組建了以清華大學梅生偉教授為項目首席科學家的技術專家團隊，協(xié)力推進鹽穴壓縮空氣儲能國家示范項目。2018年10月取得當?shù)卣ㄔO許可，目前已注冊成立項目公司。
該項目將創(chuàng)建具有完全自主知識產(chǎn)權的壓縮空氣儲能技術體系，推動儲能產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新水平的提升，引領智能電網(wǎng)向低碳、綠色的方向建設與發(fā)展，促進我國能源結構的清潔化轉型，有力支撐當?shù)仉娋W(wǎng)的調峰需求，促進電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運營，緩解峰谷差造成的電力供應緊張局面。同時，鹽穴壓縮空氣儲能以鹽穴作為新的儲能載體，不僅是消除工業(yè)鹽穴地質災害風險最有效、最經(jīng)濟的手段之一，也是鹽行業(yè)實現(xiàn)結構轉型發(fā)展的良機。我國擁有豐富的鹽穴資源，鹽穴儲能未來在我國具有廣闊的應用前景。該項目建成后在規(guī)模和效率上都將樹立樣板和典范，具有很強的示范意義。
