壓縮空氣儲(chǔ)能，簡(jiǎn)稱CAES( Compressed-Air Energy Storage )。

壓縮空氣蓄能是利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時(shí)的多余電量，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)，將空氣壓入作為儲(chǔ)氣室的密閉大容量地下洞穴，也可以是報(bào)廢礦井、沉降的海底儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲(chǔ)氣井，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)電量不足時(shí)，將壓縮空氣經(jīng)換熱器與油或天然氣混合燃燒，導(dǎo)入輪氣機(jī)作功發(fā)電。

CAES系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行示意圖

CAES系統(tǒng)主要包括發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、燃燒室、儲(chǔ)氣室、膨脹機(jī)和電動(dòng)機(jī)等關(guān)鍵部件，分為儲(chǔ)能與釋能兩個(gè)過程。儲(chǔ)能過程，利用風(fēng)電、光電等可再生能源電力驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮空氣，將高壓空氣存儲(chǔ)于儲(chǔ)氣室中；釋能過程，儲(chǔ)氣室中的高壓空氣驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)做功進(jìn)行發(fā)電。

1、模式一: 儲(chǔ)能模式

壓縮空氣儲(chǔ)能，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，并將空氣高壓密封在，如圖1所示:

圖1 壓縮空氣儲(chǔ)能模式

2、模式二：發(fā)電模式

在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，釋放壓縮空氣，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，如圖2所示

3、實(shí)際運(yùn)行模式

在實(shí)際過程中，空氣被壓縮后，溫度會(huì)升高并釋放熱量，所以實(shí)際使用中，需要對(duì)空氣進(jìn)行冷卻，如圖3所示

在實(shí)際的釋能發(fā)電過程中，壓縮空氣膨脹做功過程中，溫度會(huì)下降并需要吸收熱量，所以實(shí)際使用中，需要對(duì)空氣進(jìn)行預(yù)加熱或者通過燃燒室升溫，如圖4所示

4、壓縮空氣儲(chǔ)能市場(chǎng)前景

全球CAES裝機(jī)預(yù)測(cè)(DOE)

截至目前，世界上僅有德國Huntorf和美國McIntosh兩座投產(chǎn)的商業(yè)化傳統(tǒng)CAES電站，由于傳統(tǒng)CAES系統(tǒng)存在依賴化石燃料、效率低、能量密度低等缺點(diǎn)，近年來形成了蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能(TS-CAES)、等溫壓縮空氣儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能、水下壓縮空氣儲(chǔ)能、濕空氣透平壓縮空氣儲(chǔ)能以及CAES耦合系統(tǒng)等多種新型CAES系統(tǒng)。