新能源并网的「卡脖子」难题

当风电叶片在狂风中旋转、光伏板在烈日下发电时，这些「靠天吃饭」的清洁能源却面临尴尬：发的电用不完时只能白白浪费，用电高峰时又供不应求。中国科学院工程热物理研究所团队在《工程》期刊的最新研究指出，压缩空气储能（CAES）技术可将这类「垃圾电」转化为稳定供电，最新建成的100兆瓦级电站往返效率达70%，相当于每存10度电可取回7度。

从「燃气表兄弟」到零碳储能

传统压缩空气储能依赖燃烧天然气补热，如同「给气球充气还要点火加热」。研究提出的绝热压缩空气储能（A-CAES）技术彻底甩掉化石燃料——压缩时用岩石储热罐保存400℃高温热量，释能时用这些热量预热空气驱动涡轮发电，全程零碳排。这项技术已在毕节建成10兆瓦示范电站，实测往返效率60.2%，最新投运的张家口百兆瓦电站效率提升至70%，储电成本降至每度0.1元。

水下「压力罐头」与液态空气黑科技

研究团队还探索了多种前沿变种技术：

水下压缩储能：在60米深湖底放置钢制储气罐，利用水压维持恒定气压，系统效率达78%，加拿大安大略湖1.75兆瓦示范项目已稳定运行425次循环；

液态空气储能：将空气冷却至-196℃液态，体积缩小700倍，英国Highview公司50兆瓦液态空气电站预计2024年投运，能量密度达720兆焦/立方米；

超临界储能：在30MPa高压下让空气进入「半气半液」状态，我国芜湖500千瓦试验电站实现52.1%效率，储气罐体积仅为传统技术的1/20。

多能联供的「能源乐高」模式

在内蒙古，研究人员将风电与压缩空气储能耦合，使风电消纳率从40%提升至93.4%。更创新的「三联供」系统可将压缩产生的废热用于区域供暖，冬季热电联供效率达77.5%。论文数据显示，集成燃煤电厂时，每循环可省煤2.85吨，动态投资回收期从21.7年缩短至10.4年。

商业化之路的「冰与火」

尽管技术突破显著，挑战依然存在：百兆瓦级绝热系统需要耐受550℃高温的玄武岩储热材料，液态空气技术面临-196℃超低温设备成本压力。研究团队建议，未来应重点开发多技术耦合系统，例如「压缩空气+氢能」组合可将效率提升至80%，同时布局分布式小型电站适配乡村振兴场景。

正如论文通讯作者陈海生研究员所言：「当储能技术像乐高积木般灵活拼接时，风光电才能真正摆脱『看天脸色』。」这项被《联合国气候变化框架公约》收录的技术，正在为全球零碳电网提供「中国解法」。

来源: Engineering