自從有電力系統(tǒng)以來(lái)，人類碰到的最大難題是電能不能大規(guī)模的、工程化、長(zhǎng)壽命的存儲(chǔ)，如果這個(gè)問(wèn)題解決了，很多問(wèn)題都迎刃而解。它的經(jīng)濟(jì)性、安全性、電能質(zhì)量、風(fēng)電和太陽(yáng)能帶來(lái)的波動(dòng)等等問(wèn)題都可以解決，在這方面人類還沒(méi)有徹底的解決問(wèn)題。

中國(guó)作為一個(gè)人口大國(guó)，將來(lái)向城鎮(zhèn)化發(fā)展，在這個(gè)過(guò)程中將涌現(xiàn)出數(shù)以十萬(wàn)計(jì)的中小型城鎮(zhèn)，它既不是城市，也不是農(nóng)村，而是一個(gè)小的城鎮(zhèn)，在中國(guó)會(huì)井噴式的發(fā)展，這樣中國(guó)就會(huì)建很多的智能微網(wǎng)。每一個(gè)微網(wǎng)如果都單獨(dú)的跟大電網(wǎng)相連，則需要用很多的變壓器，整個(gè)配網(wǎng)將變得混亂，并且空載變壓器太多，會(huì)增加低壓側(cè)損耗。

在此背景下微電網(wǎng)、智能微電網(wǎng)成為熱門話題，但里面缺少儲(chǔ)能系統(tǒng)，它就不能構(gòu)成智能微網(wǎng)。足夠的儲(chǔ)能設(shè)備和能夠快速響應(yīng)、大規(guī)模、長(zhǎng)壽命的儲(chǔ)能設(shè)備是建設(shè)智能微網(wǎng)、更好地利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，以及小水電等等清潔能源所不可缺少的基礎(chǔ)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是建設(shè)一個(gè)智能微網(wǎng)的一個(gè)必要條件。然而，儲(chǔ)能系統(tǒng)至今還是一項(xiàng)難以完全攻克的難題，各國(guó)各科研機(jī)構(gòu)都在找尋合適的解決方案，2015年12月11日在2015兩岸四地綠色能源協(xié)同創(chuàng)新論壇暨深圳第十屆洗能源科技年會(huì)上，中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)院士介紹了一項(xiàng)新的儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)明專利，吸引了眾多關(guān)注。

壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)

據(jù)了解，現(xiàn)在大量清潔能源被放棄，比如中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)世界第一，但風(fēng)機(jī)的平均年利用小時(shí)數(shù)不到1700小時(shí)，其它風(fēng)電都被丟棄掉了。

最近，有了一項(xiàng)新的發(fā)明專利將這些丟棄掉的風(fēng)電、光電、小水電進(jìn)行合理再利用，使用的是壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)也叫壓氣儲(chǔ)能電站(簡(jiǎn)稱CAES)，這樣的儲(chǔ)能系統(tǒng)在造價(jià)上、靈活性、可靠性完全可以跟抽水蓄能系統(tǒng)匹配。

發(fā)明這項(xiàng)專利的是中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)院士團(tuán)隊(duì)，他在2015兩岸四地綠色能源論壇上向眾人介紹了該儲(chǔ)能系統(tǒng)的原理：“這些綠色的清潔能源我們都應(yīng)該把它儲(chǔ)存起來(lái)加以利用，是我們發(fā)明這個(gè)系統(tǒng)的初衷。它的原理是把空氣用壓縮空氣機(jī)進(jìn)行壓縮，壓縮到多少壓力呢?10兆帕到12兆帕，也就是100到120個(gè)大氣壓。壓縮下來(lái)的空氣就把它儲(chǔ)存在能夠承受這么大壓強(qiáng)的儲(chǔ)氣空間，儲(chǔ)存了以后，需要發(fā)電的時(shí)候，有一個(gè)調(diào)速器可以調(diào)節(jié)出口的風(fēng)量，不擠壓的空氣的分子有了出路以后，它會(huì)沿著你的管道高速噴射至氣輪機(jī)，氣輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，這就是整個(gè)的原理。”

據(jù)盧強(qiáng)院士介紹，為了想盡辦法、提高效率，還使用了其它設(shè)備，這里面最重要的一點(diǎn)是儲(chǔ)熱，他說(shuō)：“我們?cè)趬嚎s空氣當(dāng)中必然會(huì)產(chǎn)生大量的壓縮熱，這個(gè)壓縮熱如果不用冷卻水去冷卻，溫度最終會(huì)上升到1850度，所以必須要讓它冷卻，這個(gè)冷卻是常溫的水進(jìn)來(lái)，高溫的水出去，這個(gè)水能到100度，這是一個(gè)熱的資源，大量的熱水儲(chǔ)存起來(lái)冬季供暖。在東北和華北，如果我們建設(shè)足夠多的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電站，就可以把那些燒煤供暖的鍋爐取代，我們的天空至少會(huì)藍(lán)一點(diǎn)，因?yàn)楝F(xiàn)在一到冬季，污染就特別嚴(yán)重，這顯然是供暖小鍋爐造成的。”

據(jù)了解，目前這個(gè)項(xiàng)目受到國(guó)家電網(wǎng)公司的支持，在安徽省蕪湖市高新開(kāi)發(fā)區(qū)建立了科學(xué)實(shí)驗(yàn)示范工程，一個(gè)真正的500千瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電站，系統(tǒng)占地1000平米，目前已經(jīng)建成并通過(guò)驗(yàn)收，取得了中美兩國(guó)的發(fā)明專利授予。

“系統(tǒng)一直運(yùn)行至今，完全正常，所有參數(shù)符合最初的設(shè)計(jì)值，說(shuō)明我們的設(shè)計(jì)理念、方法、理論是正確的。”盧強(qiáng)表示，下一步將建設(shè)更大的工程，計(jì)劃建20兆瓦電站，逐漸積累，而且是分散形式，不集中在一個(gè)地方。

關(guān)于成本

據(jù)盧強(qiáng)院士介紹，一個(gè)20兆瓦的正規(guī)工程需要約1.8個(gè)億人民幣投入，系統(tǒng)一小時(shí)可以發(fā)電2萬(wàn)度電。

他表示，用的是廢棄的電，你不用，它的價(jià)值是零，你用了它，不會(huì)超過(guò)3分錢一度，按照正規(guī)的價(jià)錢賣出去，一度電能夠收益5毛錢?；厥掌谖揖_的算過(guò)，是6.5年回收，總投資1.8個(gè)億。一度電凈收益5毛錢，這是非常保守的估計(jì)。

據(jù)介紹目前該系統(tǒng)最小可做到100千瓦，可用于一個(gè)家庭或小區(qū)，需要配置隔音設(shè)備，以避免壓縮空氣的噪音。但是壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)也有弊端，即抽水蓄能對(duì)條件的要求很高，它有很高的地理?xiàng)l件的限制，不是什么地方都可以做的，還存在改進(jìn)空間。

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