壓縮空氣蓄能

壓縮空氣蓄能(CAES)指的是在高壓情況下通過壓縮空氣來存儲大量的可再生能源,然後將其存儲在大型地下洞室、枯竭井或蓄水層里。

據matternetwork網站報導,美國正大規模部署風力發電和太陽能發電,並計畫將這些電力納入國家電網以滿足可再生能源配額的要求,由此帶來的衝擊使人們圍繞能量存儲系統,尤其是大量儲能的必要性議論紛紛。大型蓄能系統可以將非尖峰時段生產的總量可達兆瓦的電力儲存起來,然後在用電價格比較高、時間長達幾個小時的尖峰時段將其釋放。由於鋰離子電池獲得了眾多關注和投資,使人很容易忘記先進的電池其實並不是真正的大容量存儲技術,而CAES才是。
示意圖示意圖

從歷史上看,CAES項目在選址和獲得許可方面一直困難重重。不過現在卻出現了切實的市場動力,行業驗證動作也很明顯。CAES開發公司最近將諾頓(俄亥俄州)蓄能項目出售給了第一能源公司,如果所有工程都完工,該地點蓄能容量將超過20億瓦;另外,太平洋燃氣和電力公司正在對位於加州貝克斯菲爾德附近的一個300兆瓦CAES項目的設計和性能進行驗證;而紐約州電氣公司將利用沃特金斯·格倫一個現有的地下鹽穴示範一個150兆瓦的CAES技術工廠。還有其他CAES技術提供商的一些小型示範項目,這些項目無需利用天然氣加熱壓縮空氣來發電。
大規模儲能技術需要考慮三個主要方面:容量或額定功率(以數百兆瓦來衡量),放電時間(以小時計算),以及能源成本(以美元/千瓦時計算)。CAES在這些方面得分很高,大型蓄能系統的成本可低至60美元/千瓦時,比任何其他儲能技術的花費都要少。美國地質形態很大一部分都是最適合CAES的層狀鹽/鹽丘地質。此外,CAES是一種非常靈活的資源,還可以根據需要提供短時放電服務,其項目融資的特性也可這種技術規模化。
因此,派克研究公司估計,CAES市場將從2010年的453兆瓦增加到2020年的近70億瓦,這將鞏固該技術在幫助國家電網綜合利用可再生能源方面所發揮的作用。

電網因素推動全球CAES市場

傳統地下壓縮空氣能源貯存(CAES)是僅有的二個經過實證確認可長時間大量貯存的技術之一。至今已歷經30年以上利用商業性用途。自1991年以來,雖然沒有建造新的CAES發電廠,但該技術相關企劃的活動情形及世人的關注度都在逐年高升,此外,更具效率的新一代CAES技術商業化也近在眼前。根據本報告預測,2013年到2023年之間,全球整體將建造發電量11千兆瓦特以上的CAES。

「由於能源來源組成比例急速變動,加上再生能源的市場滲透度也日益加深,今後數年內電力網中的不穩定因素將會愈來愈多。同時由於電力負擔的變動也相當大,提供可靠又高穩定性電力對電力網經營者而言便是個困難的課題。在這樣的巨觀條件下對CAES的需求便升高,相信能讓至今20年來一直處於休眠狀態的業界重新帶來活力。」NavigantResearch的調查總監Kerry-Ann Adamson氏如是說。

這個產業部門的成長,受到等溫型、或稱之為隔熱型CAES技術進步的推動。這個新技術使用將CAES模組化的元件,可設定在任何地方,此外又具有可因應不同電量的彈性。無數企業在這個領域發展技術創新,根據本報告預測,今後12個月到36個月,該技術的商業性有效性將受到實證。

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