2026年节能减排知识竞赛题压缩空气储能的原理与优势

2026年节能减排知识竞赛题：压缩空气储能的原理与优势一、单选题（共10题，每题2分）说明：以下每题只有一个正确答案。1.压缩空气储能系统（CAES）的核心工作原理是通过压缩空气将能量存储在何处？A.电解槽中B.气体罐体内C.电池组中D.涡轮机内部2.目前全球商业化运行的压缩空气储能项目多采用哪种类型？A.地下盐穴型B.地下煤矿型C.开放式地上型D.水力耦合型3.压缩空气储能系统在能量转换过程中，主要涉及哪两种形式的能量转换？A.化学能-机械能-电能B.光能-热能-电能C.机械能-热能-化学能D.电能-机械能-热能4.压缩空气储能系统的效率通常受限于哪些因素？（多选）A.空气压缩过程中的能量损耗B.储能罐的隔热性能C.作功过程的热回收效率D.环境温度变化5.在压缩空气储能系统中，采用“补燃”技术的目的是什么？A.提高压缩效率B.增加储能容量C.提高发电效率D.降低设备成本6.压缩空气储能系统适用于哪种类型的能源系统？A.纯可再生能源系统B.以火电为主的系统C.水电为主的系统D.核电为主的系统7.地下盐穴作为压缩空气储能的储气空间，其优势包括哪些？（多选）A.容量大B.隔热性好C.成本低D.建设周期短8.压缩空气储能系统在减少碳排放方面的主要贡献是什么？A.直接替代化石燃料发电B.降低电网峰谷差C.提高新能源消纳能力D.减少设备维护成本9.压缩空气储能系统的循环效率通常在什么范围内？A.20%-30%B.30%-40%C.40%-50%D.50%-60%10.压缩空气储能系统与抽水蓄能相比，其最大的优势是什么？A.运行成本低B.建设周期短C.适应地形范围广D.储能容量大二、多选题（共5题，每题3分）说明：以下每题有多个正确答案。1.压缩空气储能系统的组成部分包括哪些？A.压缩机B.储气罐C.发电机组D.蒸汽轮机E.冷凝系统2.压缩空气储能系统在提高电网稳定性方面的作用有哪些？A.平抑新能源发电波动B.提高电网负荷能力C.降低输电损耗D.减少电网备用容量需求3.压缩空气储能系统面临的技术挑战包括哪些？A.循环效率较低B.储气罐材料耐久性C.环境适应性差D.建设成本高4.压缩空气储能系统在可再生能源领域有哪些应用场景？A.配合风电场使用B.配合光伏电站使用C.与核电站协同运行D.与储能电池混合使用5.压缩空气储能系统的经济性受哪些因素影响？A.建设成本B.运行维护成本C.政策补贴D.储能时长三、判断题（共10题，每题1分）说明：以下每题判断正确得1分，错误扣0分。1.压缩空气储能系统可以直接利用太阳能发电。（×）2.压缩空气储能属于物理储能技术。（√）3.地下盐水层是压缩空气储能的常用储气空间。（×）4.压缩空气储能系统在寒冷地区运行效率更高。（×）5.补燃式压缩空气储能系统可以完全替代化石燃料发电。（×）6.压缩空气储能系统的循环效率高于抽水蓄能。（×）7.压缩空气储能系统适用于沿海地区。（×）8.压缩空气储能系统的建设周期比抽水蓄能短。（√）9.压缩空气储能系统可以与氢能技术结合使用。（√）10.压缩空气储能系统对电网的调峰能力有限。（×）四、简答题（共5题，每题4分）说明：请简要回答下列问题。1.简述压缩空气储能系统的基本工作流程。2.解释压缩空气储能系统采用“补燃”技术的原因。3.比较压缩空气储能与抽水蓄能的优缺点。4.分析压缩空气储能系统在可再生能源并网中的应用价值。5.提出提高压缩空气储能系统效率的几种方法。五、论述题（共2题，每题8分）说明：请结合实际案例或行业发展趋势，深入分析下列问题。1.结合中国“双碳”目标，论述压缩空气储能技术在未来能源系统中的重要性。2.分析压缩空气储能技术在全球范围内的推广应用前景，并指出其面临的挑战及解决方案。答案与解析一、单选题答案与解析1.B解析：压缩空气储能通过压缩空气并将其储存在地下罐或洞穴中，利用压缩空气膨胀驱动涡轮机发电，核心原理是机械能的储存与释放。2.A解析：目前全球商业化运行的压缩空气储能项目多为地下盐穴型，如美国阿拉巴马州的HippleStation。3.A解析：压缩空气储能涉及压缩空气（机械能）→膨胀做功（机械能）→发电（电能）的能量转换过程。4.A,B,C,D解析：效率受压缩损耗、隔热性能、热回收效率及环境温度影响。5.C解析：补燃技术通过燃烧天然气提高空气温度，从而提高膨胀做功效率。6.A解析：压缩空气储能最适合配合可再生能源（如风电、光伏）使用，以平抑其波动性。7.A,B,C解析：地下盐穴具有容量大、隔热性好、成本低等优势，但建设周期较长。8.C解析：压缩空气储能通过提高新能源消纳能力间接减少碳排放，而非直接替代火电。9.A解析：传统压缩空气储能的循环效率通常在20%-30%，低于抽水蓄能。10.C解析：压缩空气储能对地形要求较低，适合建设在人口稀疏地区，而抽水蓄能需高山条件。二、多选题答案与解析1.A,B,C,E解析：系统包括压缩机、储气罐、发电机组和冷凝系统，蒸汽轮机是补燃式系统的一部分。2.A,B,D解析：可平抑新能源波动、提高负荷能力、减少备用容量，但输电损耗影响不大。3.A,B,D解析：效率低、材料耐久性及建设成本是主要挑战，环境适应性可通过技术改进缓解。4.A,B,D解析：适合风电、光伏及混合储能，核电站通常不搭配使用。5.A,B,C,D解析：经济性受建设、运行、政策及储能时长影响。三、判断题答案与解析1.×解析：压缩空气储能存储压缩空气，而非直接发电。2.√解析：属于物理储能，与化学储能（如电池）不同。3.×解析：盐水层渗透性高，不适合作为储气空间，常用盐穴或枯竭油气田。4.×解析：寒冷地区空气密度大，压缩效率更高，但做功效率可能下降。5.×解析：补燃式仍需燃料，无法完全替代火电。6.×解析：抽水蓄能效率通常在70%-80%，高于压缩空气储能。7.×解析：沿海地区需考虑海水腐蚀问题，内陆更适合。8.√解析：压缩空气储能建设周期较短，无需大规模水资源。9.√解析：可与氢燃料电池结合，实现零碳储能。10.×解析：压缩空气储能可快速响应电网需求，调峰能力强。四、简答题答案与解析1.压缩空气储能的工作流程压缩空气储能包括三个阶段：-储能：利用压缩机将空气压缩并储存在地下罐或洞穴中；-发电：释放压缩空气驱动涡轮机旋转，带动发电机发电；-排空：剩余空气经冷却后排出或重新压缩。2.补燃技术的原因补燃技术通过燃烧天然气提高膨胀空气的温度，从而提高做功效率（约提升10%-15%），但会增加碳排放，需结合碳捕集技术优化。3.压缩空气储能与抽水蓄能的比较-优点：建设周期短、适应地形广、对水资源依赖低；-缺点：效率低、需补燃（碳排放）、部分技术成熟度不足。-抽水蓄能：效率高、无碳排放，但需高山和水资源。4.应用价值压缩空气储能可平抑风电、光伏的间歇性，提高新能源消纳率，减少弃风弃光，增强电网稳定性。5.提高效率的方法-采用高效压缩机与涡轮机；-改进储气罐隔热性能；-优化补燃技术或结合热回收；-发展混合储能系统（如与电池联用）。五、论述题答案与解析1.压缩空气储能与“双碳”目标在中国“双碳”背景下，压缩空气储能技术可：-提高新能源消纳：解决风电、光伏的波动性问题，促进可再生能源大规模发展；-降低碳排放：通过替代火电调峰，减少化石燃料依赖；-推动能源转型：与氢能、储能电池协同，构建零碳电力系统。案例如山东禹城市项目，结合氢储能，实现长周期储能。2.全球推广应用前