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术语表 · 储能

压缩空气储能(CAES)

用富余电力把空气压缩进洞穴或容器,再让空气通过透平膨胀发电的储能技术。

CAES 用电动压缩机把空气加压(通常到 40–100 bar),储存在盐穴、含水层、硬岩洞室或人工容器中。放电时空气经膨胀机或燃气轮机释放。关键的工程难题是热:压缩会让空气大幅升温,膨胀则让它降温。

  • 补燃式 CAES 排掉压缩热,膨胀前燃烧天然气给空气再加热。德国 Huntorf(1978 年,321 MW)和美国阿拉巴马州 McIntosh(1991 年,110 MW)是经典案例,电–电往返效率分别约为 42% 和 54%。
  • 绝热 CAES 把压缩热存进储热装置再利用,目标是不用燃料达到 60–70% 的效率。
  • 等温 CAES 尝试近乎恒温的压缩,目前大多仍处于实验阶段。
等温功:W = p1 V1 ln(p2/p1)
例:1 m³ 70 bar 空气等温膨胀到 1 bar ≈ 7.0 MPa x 1 m³ x ln 70 ≈ 29.7 MJ ≈ 8.3 kWh

2021 年以来,中国已投运多座大型先进 CAES 电站,包括湖北和山东盐穴中的 300 MW 级机组。在地质条件合适的地方,CAES 与抽水蓄能竞争长时储能市场。

相关术语

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  • 长时储能(LDES)

    能以额定功率持续放电约 8 小时以上的储能,可应对 2–4 小时电池覆盖不了的多日低谷和季节性失衡。

  • 抽水蓄能

    电价便宜或电力富余时把水抽到上水库,需要用电时放水经水轮机发电的储能方式;全球规模最大的电网储能形式。

  • 往返效率

    输入储能系统的能量在放电时能取回的比例,在规定的边界(电芯、直流或交流并网点)测量。

  • 储热

    以显热、潜热(相变)或热化学形式储存热或冷,之后用于供热或发电。

  • LCOS(平准化储能成本)

    储能资产寿命期内每放出 1 MWh 的平均成本,包括投资、运营、充电电费和效率损失。