膨胀机|超大号电池——压缩空气储能技术的“前世今生”( 五 )_压缩空气储能|储能|能源|燃气

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图10 一种UW-CAES系统原理图
液态压缩空气储能系统（LAES）
借助于空气降温液化技术， LAES系统通过添加流程使空气以液态形式储存，如图为一种LAES系统的流程图，储能时，经过压缩机的高压空气进入回热器降温和降压设备进行液化，被液化的常压低温液态空气储存在储液罐中；释能时，液态空气经过低温泵升压、回热器升温，然后进入燃烧室，与燃料混合燃烧后进入膨胀机膨胀做功。 LAES系统中空气以液态形式储存，相对于传统压缩空气储能，其具有不受地理环境限制、能量密度大的优点。但是其依赖化石燃料输入，系统性能受回热器的影响较大。

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图11 一种LAES系统原理图
超临界压缩空气储能系统（SC-CAES）
SC-CAES系统为陈海生研究员提出，其利用空气的超临界特性，在蓄热/冷过程中高效传热/冷，并将空气以液态形式储存，实现系统高效和高能量密度的优点，系统兼具 TS-CAES和LAES的特点，同时摆脱了依赖大型储气室和化石燃料的问题。如图为一种SC-压缩空气储能系统原理图，其工作原理为：在用电低谷，空气被压缩到超临界状态（T&132K ， P&37.9bar），并在蓄热/换热器中冷却至常温后，利用存储的冷能将其等压冷却液化，经节流/膨胀降压后常压存储于低温储罐中，同时空气经压缩机的压缩热被回收并存储于蓄热/换热器中；在用电高峰，液态空气经低温泵加压至超临界压力后，输送至蓄冷/换热器被加热至常温，再吸收储能过程中的压缩热后经膨胀机膨胀做功，同时液态空气中的冷能被回收并存储于蓄冷/换热器中。

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图12 一种SC-CAES系统原理图
综上，各类压缩空气储能技术均具有其自身优势和一定的局限性，但整体来看，蓄热式压缩空储能系统效率较高，具备较为成熟的技术，加之我国有大量的盐洞、废弃矿洞，利用已有洞穴建设低成本的压缩空气储能系统非常有发展前景，因此TS-CAES系统有望在未来几年得到广泛关注和应用。
LAES系统和SC-CAES系统由于具有较高的能量密度，占地面积小，将在无天然洞穴地区受到越来越多的青睐，特别是SC-CAES系统还具有较高效率的优点，其吸引力将更大，但目前仍需进行进一步的技术突破，提高系统效率。 UW-CAES系统由于其工作环境，有望在海洋中得到一定应用，未来水下储气装置技术成熟后，可在海洋环境如海上风电储存方面得到一定应用。

膨胀机|超大号电池——压缩空气储能技术的“前世今生”( 五 )

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