压缩空气储能CAES技术介绍VIP

压缩空气储能技术简介,根据经济学家和科学家的普遍估计，到本世纪中叶，也即2050年左右，石油资源将会开采殆尽，其价格升到很高，不适于大众化普及应用的时候，如果新的能源体系尚未建立，能源危机将席卷全球，最严重的状态，莫过于工业大幅度萎缩，或甚至因为抢占剩余的石油资源而引发战争。作为世界上最大的发展中国家，中国是一个能源生产和消费大国。能源生产量仅次于美国和俄罗斯，居世界第三位；基本能源消费占世界总消费量的l10，仅次于美国，居世界第二位。中国又是一个以煤炭为主要能源的国家，发展经济与环境污染的矛盾比较突出。近年来能源安全问题也日益成为国家生活乃至全社会关注的焦点，日益成为中国战略安全的隐患和制约经济社会可持续发展的瓶颈。,能源危机环保污染,全球能源危机，电荒、煤荒、油价上涨，目前，全球性的能源危机已经成为世界各国不得不面对的现实，各国都开始为寻找新的能源解决方案而努力。我国近年来面临着严重的“电荒”，全国24个省区出现了“拉闸限电”，寻找能源解决方案成了迫在眉睫的问题。,国家节能减排目标：到2015年，全国万元国内生产总值能耗下降到0.869吨标准煤（按2005年价格计算），比2010年的1.034吨标准煤下降16%，比2005年的1.276吨标准煤下降32%；“十二五”期间，实现节约能源6.7亿吨标准煤。2015年，全国化学需氧量和二氧化硫排放总量分别控制在2347.6万吨、2086.4万吨，比2010年的2551.7万吨、2267.8万吨分别下降8%；全国氨氮和氮氧化物排放总量分别控制在238.0万吨、2046.2万吨，比2010年的264.4万吨、2273.6万吨分别下降10%。,节能减排清洁新能源,新能源面临的问题,风能、太阳能波动很大,解决新能源问题的途径储能技术,储能技术是一种可以有效提高能源利用和发电效率的技术。所谓储能，就是在电力需求低谷时启动制冷、制热设备，将产生的冷或热储存在某种介质中。在电力需求高峰时，将储存的冷或热释放出来使用，从而减少高峰用电量。,储能方式,由上表可知，能实现大规模储能的方式只有压缩空气和抽水蓄能。而抽水蓄能受地理因素的影响较大，并不能在缺水地区使用，因此，对压缩空气储能技术的研究具有更广泛的意义。,压缩空气储能CAES,压缩空气蓄能是利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴，即将不可储存的电能转化成可储存的压缩空气的气压势能并贮存于贮气室中。当系统发电量不足时，将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧，导入燃气轮机作功发电，满足系统调峰需要。CAES系统包括压气机、电动机发电机(MG)、地下贮气室、换热器、燃烧室、燃气轮机(GT)、联轴器(c)等常用设备，可分为两个子系统，分别是蓄能子系统和发电子系统。（如下图）,压缩空气储能系统图,国外现有的CAES电站,世界上最早的压缩空气蓄能电站是1978年德国开发投运的芬道夫压缩空气万能电站，其容量为290MW，至今还在运营中。世界上第二个正式投运的这种电站是美国于1991年由亚拉巴马州电力公司在麦金托什地区兴建的，容量为110MW。美国俄亥俄州从2001年起开始建一座2700MW的大型CAES商业电站，该电站包含9台300MW机组。日本于1990年由新能源财团委托开发研究、并于1998年1月开工建造的北海道空知郡上砂川町的三井砂川矿坑贮气空洞和2MW的输出功率的压气蓄能电站已于2001年投运。,几个国家的CAES电站对比表,此外俄罗斯、法国、意大利、以色列、韩国等国也已开发多年。鉴于其建设费用和发电成本方面都优于抽水蓄能电站，预计它很快超过后者。,AlabamaCAES项目峰值功率110MW持续26个小时发电热耗率4000BTU/kWh压缩机功率51MW资本花费$600/kW,CAES发展趋势,1、改进燃气轮机循环从贮气室出来的压缩空气压力较高，为大幅度提高功率，一般发电子系统都应用高压膨胀机排气进行再热循环。2、应用联合循环技术利用燃机排气余热的燃气蒸汽联合循环技术及其动力装置，燃煤的燃机联合循环技术，如IGCC(整体气化联合循环)和PFBCCC(增压流化床燃烧联合循环)技术，都在研究应用于CAES机组的可行性。一些装置的热效率已达到5060。3、机组和电站的大型化、自动化随着燃气轮机技术的提高，CAES电站机组日趋大型化。此外，随着机组容量的扩大，自动化程度也在提高，现在所建机组都已实现远距离自动控制。4、用于分布式能量系统及热、电、冷联供分布式能量系统是是建立在自动控制系统、先进技术材料、灵活的制造工艺等新技术的基础上，具有低污染排放、灵活方便、高可靠性和高效率的电能生产系统。其容量一般在1510000kW左右，容量较小，靠近负荷中心。5、存贮空间方面发展大型的压缩空气电站需要把大量的压缩空气贮存于地下。迄今为止主要研究了三种压缩空气的贮存地点，即地下盐岩矿内的岩洞、现存矿洞或挖掘成的岩石洞、地下含水的岩石洞。,CAES展望,压缩空气蓄能发电技术是一种新型电能储存技术，其系统在运行过程中会遇到多方面的问题，如气体流动过程中的泄漏、压力降低以及设备中的能量损耗等。如考虑这些损耗，系统的火用效率将会有所降低。目前，我国还没有CAES电站建成投产，对这种蓄能技术也还处于研究阶段。如要真正将此技术投入使用，还需要在以下几方面进行进一步的深入研究：（1）改进压缩空气蓄能系统中的压缩机性能，尽量降低其