中國儲能網(wǎng)訊：我們聽說過壓縮餅干，但是很少聽說壓縮能源。最近，美國一家風(fēng)能發(fā)電廠開發(fā)了一種巨型“儲能袋”，它可以壓縮風(fēng)能。當(dāng)風(fēng)力強的時候，風(fēng)能被裝進(jìn)“儲能袋”儲存起來；當(dāng)風(fēng)力弱的時候，“儲能袋”又可釋放風(fēng)能用于發(fā)電。這聽起來十分神秘，有點像神話傳說中彌勒佛的“如意乾坤袋”。那么，美國人造的這個“儲能袋”真的有那么神奇嗎？
風(fēng)能、太陽能、波浪能等可再生的綠色能源一直有一個時段問題，這些能源強大的時段，人們未必能完全用完它們的能量，而等待人們需要的時候，它們可能又消失了。因此，怎么儲存這些可再生綠色能源一直是能源科學(xué)家關(guān)注的問題。美國人發(fā)明的“儲能袋”是解決可再生能源儲存問題的一個典范，他們采用的方法是壓縮法，讓風(fēng)輪機壓縮水下的空氣，需要的時候再讓壓縮空氣來發(fā)電，因此這種儲能方法又稱“壓縮能源”。
在美國衣阿華州首府得梅因西面不遠(yuǎn)處的公路旁有一個不起眼的普通建筑。然而，這個不起眼的建筑是該州最大的風(fēng)能發(fā)電廠。就在這個建筑下面1000米處，正在實施的“衣阿華壓縮風(fēng)能”項目卻改變了人們利用風(fēng)能的方式。該項目將地下的砂巖含水層變?yōu)橐粋€儲存風(fēng)能的巨大電池。夜間，風(fēng)輪機產(chǎn)生的富余電能將空氣壓縮后，注入到含水層中，產(chǎn)生一個巨大的受壓氣泡；白天，用電需求量增加時，這些壓縮空氣被導(dǎo)入渦輪發(fā)電機，轉(zhuǎn)化為電能。如果這個項目能成功，它將是世界上第一個能每天16個小時提供電能的風(fēng)力發(fā)電廠。該廠的電能輸出功率為268兆瓦，可以滿足75000個家庭的需求。
雖然壓縮空氣儲能技術(shù)一直沒有被廣泛應(yīng)用，但是目前世界上已經(jīng)有兩大發(fā)電廠在這方面積累了幾十年的操作經(jīng)驗。一個是德國在1978年建立的290兆瓦發(fā)電廠。它把壓縮空氣儲存在鹽坑中，儲存8小時的壓縮空氣，足夠使發(fā)電機全力運行2小時。另一個發(fā)電廠是1991年在美國亞拉巴馬州建立的。它把壓縮空氣儲存在地下450米的廢鹽礦中，可以為110兆瓦的汽輪機連續(xù)提供26小時的壓縮空氣。不過，這兩個發(fā)電廠的儲能規(guī)模只有衣阿華風(fēng)力發(fā)電廠的一半。
為什么要把壓縮空氣儲存在多孔的砂巖含水層中呢？這是因為水中的壓力是恒定的，不管儲氣庫是滿的還是空的。當(dāng)空氣注入到含水層中，空氣將會排開周圍的水，并且不改變水的靜壓，因此空氣的壓力是保持恒定的。但是，利用含水層作為儲氣庫是有缺點的。多孔耐水巖石必須在地下足夠深，才能提供使渦輪運轉(zhuǎn)的壓力，并且還要有一個圓頂狀的巖石蓋層來保護(hù)氣泡狀的壓縮空氣。
除了美國科學(xué)家之外，英國科學(xué)家也在展開類似的實驗。英國諾丁漢大學(xué)的謝默斯·加維教授希望將風(fēng)能可以以壓縮空氣的方式儲存在海水中。最近，英國一家大型電力公司開始資助這個項目?，F(xiàn)在，電力公司已資助23.6萬英鎊，幫助加維制造兩個“儲能袋”，第一個將建在陸地，第二個將位于水下。如果說美國科學(xué)家的“儲能袋”是一個比喻的話，加維卻想造一個實實在在的“儲能袋”，他希望制造一種足夠大的軟質(zhì)高分子材料的容器來儲存風(fēng)能，這樣也可以解決多孔耐水巖石存在的一些缺陷。據(jù)悉，加維將親自參與原型制造，兩個原型將在18個月內(nèi)投入運轉(zhuǎn)。
在沒有好的儲能方式之前，風(fēng)力發(fā)電廠對風(fēng)能的策略是“利用一部分、浪費一部分”。加維表示：“隨著世界朝著更多使用可再生能源的道路邁進(jìn)，我們一定需要用更多更好的方式將能源儲存起來?！备鶕?jù)包括加維在內(nèi)的一些科學(xué)家的設(shè)想，利用壓縮空氣不僅可以用來儲存風(fēng)能，也可以用來儲存太陽能、波浪能、潮汐能等我們熟知的可再生綠色能源。
