1、什么是壓縮空氣儲能？
壓縮空氣儲能，是指在電網負荷低谷期將電能用于壓縮空氣，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式。形式主要有，傳統壓縮空氣儲能系統、帶儲熱裝置的壓縮空氣儲能系統、液氣壓縮儲能系統。
2、壓縮空氣儲能系統構成
壓縮空氣儲能系統一般包括6個主要部件：
壓縮機，一般為多級壓縮機帶級間冷卻裝置；
膨脹機，一般為多級渦輪膨脹機帶級間再熱設備；
燃燒室及換熱器，用于燃料燃燒和回收余熱等；
儲氣裝置，地下或者地上洞穴或壓力容器；
電動機/發電機，分別通過離合器和壓縮機以及膨脹機聯接；
控制系統和輔助設備，包括控制系統、燃料罐、 機械傳動系統、管路和配件等。
3、壓縮空氣儲能的工作原理
壓縮空氣儲能系統是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發電的系統。該系統的工作過程可分為儲能和釋能兩個環節。
儲能環節：壓縮空氣儲能系統利用風/光電或低谷電能帶動壓縮機，將電能轉化為空氣壓力能，隨后高壓空氣被密封存儲于報廢的礦井、巖洞、廢棄的油井或者人造的儲氣罐中；
釋能環節：通過放出高壓空氣推動膨脹機，將存儲的空氣壓力能再次轉化為機械能或者電能，傳統的壓縮空氣儲能系統在釋能階段需要在燃燒室內燃燒化石燃料來加熱空氣，以實現利用空氣發電的功能。
4、壓縮空氣儲能的儲存形式
壓縮空氣儲能主要以兩種形式儲存：壓縮空氣蓄能罐和地下儲氣庫。
壓縮空氣蓄能罐
壓縮空氣蓄能罐是將壓縮空氣儲存在大型的氣體容器內。這種儲存方式需要考慮儲罐的大小和壓力，以保證罐內的空氣能夠有效地驅動發電機。
壓縮空氣蓄能罐一般分為兩種類型：鋼制儲氣罐和混凝土儲氣罐。鋼制儲氣罐可以容納更高的壓力，更適合進行高強度的儲存，但成本較高。而混凝土儲氣罐成本較低，但需要更大的體積才能儲存同樣的壓縮空氣。
地下儲氣庫
地下儲氣庫是將壓縮空氣儲存在地下洞穴或鹽穴中。這種儲存方式具有較高的儲存能力和安全性，但需要考慮儲存洞穴或鹽穴的地質特征和環境影響等問題。
地下儲氣庫有兩種類型：注入式和抽放式。注入式儲氣庫是將壓縮空氣通過管道注入洞穴或鹽穴中，而抽放式儲氣庫則是通過井或管道將壓縮空氣抽放到儲存區域。
5、壓縮空氣儲能的分類
一般來說，壓縮空氣儲能可分為以下幾種類型:
機械壓縮式儲能系統：該系統通過機械設備將空氣壓縮儲存，再通過發電機將儲存的能量轉化為電能。
熱力壓縮式儲能系統：該系統通過利用地熱或太陽能等熱源產生高溫氣體，再將高溫氣體壓縮儲存，最后利用儲存的能量產生電能。
液態空氣儲能系統：該系統將空氣壓縮成液態，儲存在儲罐中，需要時通過加熱將液態空氣轉化為氣態，再通過渦輪發電機將儲存的能量轉化為電能。
吸附式空氣儲能系統：該系統通過利用物理或化學吸附材料將空氣壓縮儲存，需要時通過熱力或減壓將儲存的能量釋放出來。
6、壓縮空氣儲能的技術路徑
目前最主要的新型壓縮空氣儲能系統主要有三個新的技術路徑：蓄熱式壓縮空氣儲能（TS-CAES）、液態壓縮空氣儲能系統（LAES）、超臨界壓縮空氣儲能系統（SC-CAES）。
蓄熱式壓縮空氣儲能（TS-CAES）：空氣壓縮過程會產生壓縮熱，在傳統壓縮空氣儲能中，這部分熱量通常被冷卻水帶走，最終耗散掉，而蓄熱式壓縮空氣儲能則將這部分熱量在儲能時儲存起來，而在釋能時用這部分熱量加熱膨脹機入口空氣，實現能量的回收利用，提高了系統效率。同時由于膨脹機前有壓縮熱的加熱，可以取消燃燒室，即該系統也擺脫了對化石燃料的依賴。
液態壓縮空氣儲能系統（LAES）：借助于空氣降溫液化技術，通過添加流程使空氣以液態形式儲存。儲能時，經過壓縮機的高壓空氣進入回熱器降溫和降壓設備進行液化，被液化的常壓低溫液態空氣儲存在儲液罐中；釋能時，液態空氣經過低溫泵升壓、回熱器升溫，然后進入燃燒室，與燃料混合燃燒后進入膨脹機膨脹做功。
超臨界壓縮空氣儲能系統（SC-CAES）：利用空氣的超臨界特性，在蓄熱/冷過程中高效傳熱/冷，并將空氣以液態形式儲存，實現系統高效和高能量密度的優點，系統兼具蓄熱式和液態壓縮空氣儲能的特點，同時擺脫了依賴大型儲氣室和化石燃料的問題。
7、壓縮空氣儲能有哪些優勢
壓縮空氣儲能具有容量大、儲能時間長、安全性較高等優點，具體如下：
規模上僅次于抽水蓄能，適合大規模儲能。壓縮空氣儲能系統可以持續工作數小時乃至數天；
項目建設選址限制少。雖然將壓縮空氣儲存在合適的地下礦井或巖穴中是最經濟的方式，但也可以用地面高壓儲氣罐取代地下洞穴；
系統使用壽命長。通過恰當維護可以達到40～50年，接近抽水蓄能的50年。并且其效率可以達到60%以上，接近抽水蓄能電站；
安全性較高。壓縮空氣儲能使用的原料是空氣，不會燃燒，且不產生任何有毒有害氣體。
當然，壓縮空氣儲能缺點也比較明顯，尤其是與電化學儲能相比：
目前壓縮空氣儲能的效率能達到60%以上，與效率較高的電池（90%以上）相比相對較低；
響應速度沒有電化學儲能快，負荷從0到100%的正常響應時間在分鐘級，而電化學儲能為秒級到毫秒級；
一般情況下不適合太小規模的應用場景，規模太小，系統效率會下降，單位成本也會增加。
8、壓縮空氣儲能技術特點
壓縮空氣是實現壓縮空氣儲能發電的核心能量載體，而壓縮空氣的長周期、大容量存儲則需要借助儲氣裝置實現。為支撐壓縮空氣儲能系統實現安全高效的大容量、長周期儲能運行，儲氣裝置必須具備相應的技術特點：
耐高壓，適用于 6~15兆帕工作壓力壓縮空氣介質的存儲，具備防超壓、防泄漏、防滲透、防腐蝕能力；
抗沖擊，適用于日循環周期性充放氣工況，具備抗壓力交變和抗溫度交變能力；
易實施，技術成熟，生產加工工藝成熟，運行維護便利，退役報廢成本低；
容量大，具備數千立方至數十萬立方不等的有效可利用容積；
流量大，能夠提供數千至數十萬標立方每小時的充放氣流量；
壓損小，單個充放氣循環的壓力損失可控制在數公斤壓力之內；
占地少，地表占地面積較小；
成本低，單位立方存儲容積的造價經濟合理。
9、壓縮空氣儲能產業鏈
上游——設備、資源供應：核心設備包括空氣壓縮機、透平膨脹機、蓄熱換熱系統等，此外還需要儲氣鹽穴資源等。
中游——技術提供與項目建設：目前國內壓縮空氣儲能的技術積累與項目建設已做到全球領先。主要的技術提供方是中科院熱物理研究所下屬的中儲國能，以及清華大學等高校。
下游——電網系統：壓縮空氣儲能電站接入電網系統，服務于工業用電、商業用電、居民用電等部門，起到調峰、填谷、調頻、調相、儲能、事故備用等關鍵作用。
來源：儲能產業網
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