中國儲能網(wǎng)訊：在美國西部地區(qū)，通常夜間風(fēng)力大于白天，因此風(fēng)力發(fā)電機在夜間能夠比在白天生產(chǎn)更多的電能，但現(xiàn)實的問題是，夜間用電量要少于白天，從而出現(xiàn)了電能供需在時間上不對應(yīng)的狀況。對此，美國研究人員認為，采取興建新型壓縮空氣儲能廠的間接方式，能夠儲藏西北地區(qū)豐富的風(fēng)能，以備日后電能高需求和電能供應(yīng)緊張之時所用。
他們提出的壓縮空氣儲能廠不僅能儲能，而且可在短短數(shù)分鐘時間內(nèi)，從能源儲能廠轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電廠，在白天為平衡地區(qū)性高變化的風(fēng)能發(fā)電提供機動性。
新完成的綜合性研究分析顯示，美國西北部的風(fēng)能可以在夜間發(fā)電驅(qū)動空氣壓縮機將空氣存儲在地下深處多孔巖中，在需要時可以用壓縮空氣來發(fā)電，每月滿足8.5萬家用戶的需求。能源部太平洋西北國家實驗室和博納維爾電力管理局的技術(shù)人員通過研究，尋找到兩種獨特的儲能方法，并在華盛頓州東部確定了將 兩項儲能途徑賦予實踐的場地。
負責為博納維爾電力管理局管理該項研究的史蒂夫˙克努德森表示，由于可再生能源發(fā)電配額制(RPS)要求美國各州電能中的20%或30%來自不 同的能源(如風(fēng)能和太陽能)，因此興建壓縮空氣儲能廠在幫助管理和整合可再生電能進入西北電網(wǎng)的事務(wù)中，能夠發(fā)揮極具價值的作用。
研究人員表示，所有的壓縮空氣儲能廠均基于相同的基本前提運行。當電能供應(yīng)豐富時，工廠從電網(wǎng)中獲取電能用于啟動大型空氣壓縮機，將壓縮空氣送 入地下特定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)內(nèi)。當電能需求較高時，存儲在地下的壓縮空氣被釋放出來，并在加熱后用以推動汽輪機發(fā)電。研究顯示，通過上述的循環(huán)，壓縮空氣儲能廠 利用壓縮空氣產(chǎn)生的電能最多可達到壓縮空氣時所花費電能的80%。
全球現(xiàn)有兩家壓縮空氣儲能廠，一個在美國阿拉巴馬州，一個在德國，它們采用人造鹽穴來存儲空氣(即過量的電能)。與之相比，美國太平洋西北國家實驗室和博納維爾電力管理局所提出的方法有所不同：利用地下深處天然的多孔巖區(qū)以存儲可再生能源。
在過去10年中，由于能源公司和其他機構(gòu)在尋求更好的將可再生能源并入電網(wǎng)的途徑，因而利用地下多孔巖存儲壓縮空氣并發(fā)電的技術(shù)越來越受到它們 的重視。美國西北部約13%的電能供應(yīng)，也就是近8600兆瓦來自于風(fēng)能發(fā)電，如何有效地利用夜間風(fēng)力電能的問題促使能源部太平洋西北國家實驗室和博納維 爾電力管理局決定就新技術(shù)能否用在西北地區(qū)進行調(diào)查。
為尋找到潛在的壓縮空氣存儲地，研究小組考察了哥倫比亞高原地區(qū)。在那里，大部分土地被厚厚的火山玄武巖所覆蓋。研究小組尋求的是處于地下1500英尺厚度達30英尺的玄武巖結(jié)構(gòu)，同時該地點能夠靠近高壓傳輸線且滿足其他相關(guān)的條件。
隨后，研究人員對華盛頓州東南地區(qū)漢福德場區(qū)過去在鉆井進行天然氣探測和研究中所獲得的數(shù)據(jù)進行了分析，并將鉆井獲得的數(shù)據(jù)輸入太平洋西北國家 實驗室名為STOMP的專業(yè)計算機模型中。該計算機模型能夠模擬地下液體流動，讓研究人員了解不同地下位置能夠存儲多少空氣并最終能有多少釋放回地面。
研究人員通過分析研究后確認，華盛頓州東部有兩處極具前景的地點，一個是被稱為哥倫比亞山丘的場地，它在俄勒岡州博德曼以北、華盛頓州哥倫比亞河河邊;另一個為雅吉瓦礦物場地，它位于華盛頓州西拉以北10英里處的雅吉瓦峽谷地區(qū)。
然而，研究小組認為這兩個場地適合于兩種截然不同壓縮空氣儲能途徑。哥倫比亞山丘場地靠近天然氣管道，因而適于使用常規(guī)壓縮空氣儲能設(shè)備。如此 的常規(guī)設(shè)備能夠使用少量的天然氣加熱從地下存儲釋放的空氣，熱空氣隨后用于驅(qū)動汽輪機發(fā)電，其發(fā)電量超過普通天然氣發(fā)電廠發(fā)電量的兩倍。研究人員表示，在 哥倫比亞山丘場地，他們有望建成發(fā)電量達207兆瓦的常規(guī)壓縮空氣儲能發(fā)電廠。
雅吉瓦礦物場地遠離天然氣管道，因此研究小組為其設(shè)計了不同的壓縮空氣儲能途徑，即使用地熱能。混合式的設(shè)施能夠借助地下深處的地熱為制冷機提 供動力，用于冷卻空氣壓縮機，讓它們更有效運行。此外，地熱能也可為從地下釋放出來的壓縮空氣加熱。研究人員認為，在此處有望建成發(fā)電量達83兆瓦的地熱壓縮空氣儲能發(fā)電廠。
太平洋西北國家實驗室研究人員、研究項目負責人特˙麥克吉爾說，將地熱能與壓縮空氣儲能相結(jié)合是解決雅吉瓦礦物場地工程難題的創(chuàng)造性概念。這種混合型設(shè)施概念極大地拓展了地熱能的使用范圍。
原標題:美擬建實驗性壓縮空氣儲能發(fā)電站
