6月29日，美國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)公司SustainX在其網(wǎng)站上發(fā)布消息，對(duì)外宣布又獲得兩項(xiàng)美國(guó)專(zhuān)利。一項(xiàng)是通過(guò)它的恒溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)收集廢熱重新發(fā)電，另一項(xiàng)是一套能保持儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)外能量恒定傳動(dòng)的控制系統(tǒng)。這兩項(xiàng)專(zhuān)利再次提高了該公司產(chǎn)品的技術(shù)性能和應(yīng)用范圍，使之向市場(chǎng)化又邁進(jìn)了一步。這家成立僅3年多的企業(yè)目前已經(jīng)在壓縮空氣儲(chǔ)能方面取得了6項(xiàng)專(zhuān)利，解決了很多制約技術(shù)推廣的關(guān)鍵問(wèn)題。
據(jù)SustainX公司副總裁、聯(lián)合創(chuàng)始人Dax Kepshire介紹，若將SustainX新專(zhuān)利儲(chǔ)能系統(tǒng)配備到常規(guī)火電站，將使其兼具調(diào)峰電站的作用，并且比天然氣調(diào)峰電站成本更低。
據(jù)悉，在常規(guī)發(fā)電站中，很大一部分熱量并不足以產(chǎn)生蒸汽，被白白排放掉，由此造成燃料中60%的能源浪費(fèi)。針對(duì)這種現(xiàn)象，SustainX的這項(xiàng)專(zhuān)利技術(shù)能夠?qū)⒁徊糠謴U熱重新轉(zhuǎn)化為電能，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能和廢熱發(fā)電的雙重功效。
有報(bào)道稱(chēng)，這是目前唯一一項(xiàng)可應(yīng)用的收集低品味熱能發(fā)電的儲(chǔ)能方式。
這項(xiàng)新專(zhuān)利改進(jìn)了SustainX此前獲得的恒溫壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)專(zhuān)利。壓縮空氣儲(chǔ)能的原理是空氣壓縮時(shí)儲(chǔ)能，膨脹時(shí)發(fā)電。SustainX恒溫壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)從被壓縮儲(chǔ)存的空氣中帶走熱量，然后將熱量供給膨脹的空氣。此次的新專(zhuān)利是將熱量來(lái)源擴(kuò)展到其他渠道，如常規(guī)發(fā)電站等。
當(dāng)常規(guī)火電廠安裝這套系統(tǒng)后，多余的電力將轉(zhuǎn)化為能量以壓縮空氣的方式儲(chǔ)存，使得電廠的運(yùn)行更為穩(wěn)定、高效，從而減少排放和成本。當(dāng)需要更大的電力輸出時(shí)，如在用電高峰期，SustainX系統(tǒng)就能夠釋放能量，同時(shí)收集低品位廢熱來(lái)提高發(fā)電量，從而實(shí)現(xiàn)削峰填谷。
Kepshire表示，這項(xiàng)廢熱發(fā)電的專(zhuān)利為公司拓展了市場(chǎng)機(jī)遇，如今，它既可以應(yīng)用于可再生能源項(xiàng)目，也可以幫助化石燃料發(fā)電廠更綠色的運(yùn)行。
另一項(xiàng)新專(zhuān)利是一個(gè)控制系統(tǒng)，可使SustainX系統(tǒng)的水壓動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)保持在恒定的動(dòng)力。此舉可提高發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)簡(jiǎn)化運(yùn)行過(guò)程。
傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能通常需要將壓縮空氣儲(chǔ)存在地下溶洞中。而苛刻的地理?xiàng)l件就成為限制其推廣的主要因素?，F(xiàn)代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的解決方法是用地面儲(chǔ)氣罐取代溶洞。SustainX采用的也是這種方法。為了降低儲(chǔ)氣罐的尺寸和成本，SustainX使用活塞而非渦輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。活塞可以在更大的壓力范圍工作，并且由于空氣可以壓縮得更多，這種系統(tǒng)就可以?xún)?chǔ)存更多的能量?；钊氖褂靡矠镾ustainX帶來(lái)了更多創(chuàng)新的可能。
就在不久前，今年3月，SustainX 剛剛獲得了恒溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的專(zhuān)利。成為目前國(guó)際上開(kāi)展這項(xiàng)技術(shù)研究最領(lǐng)先的企業(yè)。
據(jù)《技術(shù)評(píng)論》雜志介紹，在傳統(tǒng)系統(tǒng)中，需要燃料給冷的壓縮空氣加熱使它膨脹，但另一方面壓縮空氣產(chǎn)生的熱量又會(huì)散發(fā)到大氣中。而SustainX的恒溫壓縮空氣專(zhuān)利技術(shù)大大降低了這種熱損失。
該技術(shù)采用噴水霧的辦法吸收壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，以熱水的形式被儲(chǔ)存，在膨脹過(guò)程中回噴進(jìn)入氣缸。該專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)改變氣缸內(nèi)的溫度、壓力等條件，使得空氣在整個(gè)過(guò)程中幾乎保持恒溫。
據(jù)公司聯(lián)合創(chuàng)始人Ben Bollinger介紹，該系統(tǒng)使能效從54％提高到95％，最重要的是不需要額外添加燃料。除了能大大降低運(yùn)行成本，該方法使得很多油氣資源不豐富的國(guó)家也能使用該技術(shù)。
SustainX由Dartmouth學(xué)院和賽爾工程學(xué)院的工程師們于2007年創(chuàng)立。在創(chuàng)立初期就獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)小企業(yè)創(chuàng)新研究計(jì)劃以及美國(guó)能源部?jī)?chǔ)能計(jì)劃的資金支持，后來(lái)又得到GE金融服務(wù)部門(mén)和其他風(fēng)險(xiǎn)投資商的資金支持，總額接近2000萬(wàn)美元。此前還獲得了包括階段性壓縮與膨脹以及與熱井或環(huán)境進(jìn)行熱交換的專(zhuān)利。
全世界只有兩臺(tái)運(yùn)行的壓縮空氣儲(chǔ)能裝置，一臺(tái)在美國(guó)，一臺(tái)在德國(guó)，共440兆瓦，還有兩個(gè)工程正在美國(guó)建設(shè)。而SustainX已經(jīng)展示了40千瓦的樣機(jī)，現(xiàn)在正在完成1兆瓦系統(tǒng)，預(yù)定明年與AES電力公司合作建設(shè)一個(gè)示范項(xiàng)目。
雖然從理論上說(shuō)，恒溫壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率超過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)。但美國(guó)能源部高級(jí)研究計(jì)劃局能源項(xiàng)目主任Mark Johnson認(rèn)為，可能需要五年或更長(zhǎng)的時(shí)間，才能證明其經(jīng)濟(jì)性，并找到廣泛用途。
