新能源并網的「卡脖子」難題

當風電葉片在狂風中旋轉、光伏板在烈日下發電時，這些「靠天吃飯」的清潔能源卻面臨尷尬：發的電用不完時只能白白浪費，用電高峰時又供不應求。中國科學院工程熱物理研究所團隊在《工程》期刊的最新研究指出，壓縮空氣儲能（CAES）技術可將這類「垃圾電」轉化為穩定供電，最新建成的100兆瓦級電站往返效率達70%，相當于每存10度電可取回7度。

從「燃氣表兄弟」到零碳儲能

傳統壓縮空氣儲能依賴燃燒天然氣補熱，如同「給氣球充氣還要點火加熱」。研究提出的絕熱壓縮空氣儲能（A-CAES）技術徹底甩掉化石燃料——壓縮時用巖石儲熱罐保存400℃高溫熱量，釋能時用這些熱量預熱空氣驅動渦輪發電，全程零碳排。這項技術已在畢節建成10兆瓦示范電站，實測往返效率60.2%，最新投運的張家口百兆瓦電站效率提升至70%，儲電成本降至每度0.1元。

水下「壓力罐頭」與液態空氣黑科技

研究團隊還探索了多種前沿變種技術：

水下壓縮儲能：在60米深湖底放置鋼制儲氣罐，利用水壓維持恒定氣壓，系統效率達78%，加拿大安大略湖1.75兆瓦示范項目已穩定運行425次循環；

液態空氣儲能：將空氣冷卻至-196℃液態，體積縮小700倍，英國Highview公司50兆瓦液態空氣電站預計2024年投運，能量密度達720兆焦/立方米；

超臨界儲能：在30MPa高壓下讓空氣進入「半氣半液」狀態，我國蕪湖500千瓦試驗電站實現52.1%效率，儲氣罐體積僅為傳統技術的1/20。

多能聯供的「能源樂高」模式

在內蒙古，研究人員將風電與壓縮空氣儲能耦合，使風電消納率從40%提升至93.4%。更創新的「三聯供」系統可將壓縮產生的廢熱用于區域供暖，冬季熱電聯供效率達77.5%。論文數據顯示，集成燃煤電廠時，每循環可省煤2.85噸，動態投資回收期從21.7年縮短至10.4年。

商業化之路的「冰與火」

盡管技術突破顯著，挑戰依然存在：百兆瓦級絕熱系統需要耐受550℃高溫的玄武巖儲熱材料，液態空氣技術面臨-196℃超低溫設備成本壓力。研究團隊建議，未來應重點開發多技術耦合系統，例如「壓縮空氣+氫能」組合可將效率提升至80%，同時布局分布式小型電站適配鄉村振興場景。

正如論文通訊作者陳海生研究員所言：「當儲能技術像樂高積木般靈活拼接時，風光電才能真正擺脫『看天臉色』?！惯@項被《聯合國氣候變化框架公約》收錄的技術，正在為全球零碳電網提供「中國解法」。

來源: Engineering