解读压缩空气储能电池概念 有望后来居上

压缩空气储能的原理是空气压缩时储能，膨胀时发电，利用低谷、风电、太阳能等不易储藏的电力来储能，在要的时候发出来，完全不受地理条件的限制，空气储能概念股：金通灵与西安交通大学能源与动力工程学院合作研发压缩空气储能的冷热电联产系统，陕鼓动力：公司具备压缩空气储能技术研究。

盘中空气压缩储能概念位于涨幅前列。消息称，比尔盖茨参与投资空气压缩储能新秀公司光帆能源(LightSailEnergy)D轮融资3730万美元，因看好其未来新能源前景。

据媒体报道，利用太阳能和风能这样的清洁能源发电并网，一直存在着制约性的难点，即当没有风、没有阳光的时候如何有效地存储能量。光帆能源公司联合创始人、首席科学家丹妮尔方发明出一套压缩空气储能技术，具有可规模化应用、易于携带、清洁和使用成本低等特点。其理念在于让太阳能、风能等具有间歇性特点的发电资源能够变成主流，并掀起一场电网设计的革命。

丹妮尔在普林斯顿大学攻读博士学位时，一直从事核聚变领域的研究。后来，她退学到硅谷追求自己的创业梦想。她认识到，靠能源储存技术也可以实现跟研究核聚变相似的目标。

不过，利用压缩空气储能的概念早就存在。利用太阳能和风能发电再通过发动机把空气压缩在一个大罐中，空气压力可以随时驱动发电机转化为电能来供电。这其中存在的难点在于，压缩空气的时候几乎可以达到1000℃的高温，这意味着能量会以热能的形式损失掉很大一部分，这使得将空气压缩存储在传统的钢制容器中变得不切实际。

丹妮尔想到利用水喷雾来冷却空气。她发明了一种技术在压缩空气的过程中分离加热后的冷却水，通过水循环，将热能循环利用并使能量损失最小化。这个过程还要优于效率最好的储能电池：每10千瓦时的电能，通过系统后，可以在要的时候使用到7千瓦时。

目前，用于存储多余太阳能和风能的方式便是利用储能电池。而这种新的水循环冷却压缩空气储能方法的成本更低，使用时间可以达到10年以上。从长远角度来看，丹妮尔认为，相比较电池来说存储同样的电能，她的方法成本仅为1/10.

这种方法使用一个大小为标准集装箱的存储罐，再加上一个汽车车厢大小的系统单元，就可以存储相当于兆瓦级风力涡轮机3小时出现的电能。

压缩空气储能有望后来居上

根据2008年的数据，抽水蓄能在国际储能市场中容量最大，占总装机容量的99%;排名第二的是压缩空气储能，占0.5%;剩下包括各种电池在内的所有其他形式占0.5%。

据科学时报报道，除了抽水蓄能的霸主地位无法撼动，最有希望实现大幅上升的就是压缩空气储能。

今年三月，中科院工程热物理所研究员陈海生指出，一旦目前世界上在建的6吉瓦电站建成，压缩空气储能在总储能装机容量中的比例将迅速提高到3%~5%。

在各种储能技术中，抽水蓄能在规模上最大，达到上千兆瓦，技术也最成熟;压缩空气储能次之，单机规模在百兆瓦级别;化学储能规模较小，单机规模一般在兆瓦级别或更小。

实际上，为了输出西北丰富的风能资源，我国一直迫切要配备大规模的储能装置。但很多地区并不具备建设抽水蓄能电站的自然条件，这就要其他的储能手段。

然而，在国外已是成熟技术的压缩空气储能在我国却颇为陌生，不仅几乎没有产业基础，甚至连理论研究都不多。

究其原因，是压缩空气储能自身的技术特性使得其在我国很难推广。陈海生更是直言不讳：假如固有的硬伤无法克服，压缩空气储能在我国只有死路一条。

而记者在采访中了解到，工程热物理所刚刚启动示范的创新型压缩空气储能装置，在设计上有别于现有的传统装置，力图克服原有缺陷，打造适合我国国情的新型压缩空气储能电站。

压缩空气储能的两大优势使其成为一种重要的储能手段。首先，压缩空气储能在规模上仅次于抽水蓄能，如德国一座电站的规模达到290兆瓦。其次，技术成熟，已经实现大规模商业化应用。

之所以说其技术成熟，重要是由于压缩空气储能是一种基于燃气轮机的储能技术。只不过，压缩空气储能的原理是将燃气轮机的压缩机和透平分开，在储能时，用电能将空气压缩并存于储气室中;在释能时，高压空气从储气室释放，进入燃烧室膨胀做功发电。

实际就是让压缩机和透平分时工作，从而起到调峰的用途。陈海生解释说。

1949年，压缩空气储能的第一个专利在美国问世。1978年，第一台商业运行的压缩空气储能机组在德国诞生。

由于技术成熟、规模较大，压缩空气储能的成本较低，大约为3000~5000元/千瓦，是成本最低的一种储能方式。而且寿命长，通过维护可以达到40~50年，接近抽水蓄能的50年。压缩空气储能的响应时间和抽水蓄能也接近，启动时间约5~10分钟，比电池、电容、飞轮储能响应时间慢。但容量更大，单机容量在100~300兆瓦，小型的也可做到10兆瓦。

未来完善的储能系统要多种储能方式相配合。如电池、电容、超导、飞轮等重要用于提高电网质量，防止发生突然断电。而压缩空气储能和抽水蓄能重要用于削峰填谷和电能管理通过峰谷电价获利，也可用于容量型的备用电源。

陈海生特别指出，压缩空气储能适合用于大规模风场，因为两者有天然的结合优势：风能出现的机械功可以直接驱动压缩机旋转，减少了中间转换成电的环节，从而提高效率。据悉，国外有类似示范电站在建。