液体空気貯蔵が化石燃料を必要としないのはなぜですか？

Shuangliang Energy Saving（CAES）の圧縮空気エネルギー貯蔵の概念の解釈は、グリッド負荷の低い谷間での圧縮空気の電気エネルギーの使用、および廃棄された鉱山と沈下における空気圧の封鎖を指します。海底貯蔵タンク、洞窟、期限切れの油井およびガス井、または新しいガス貯蔵井、電力網のピーク負荷時に圧縮空気が放出されることによる蒸気タービン発電のエネルギー貯蔵方法。 Stal Lavalが1949年に圧縮空気貯蔵の使用を提案して以来、国内外の学者は多くの研究を行ってきました。現在、世界には2つの大きな伝統的な圧縮空気貯蔵発電所があります。 1978年、最初の商用圧縮空気貯蔵ユニットがドイツのHengtuofuで誕生しました。 [1] 1991年5月、米国アラバマ州マイジントゥオフで2番目の発電所が稼働しました。現在、圧縮空気エネルギー貯蔵システムには多くの形態があります。作動媒体、貯蔵媒体、および熱源に応じて、それらは、従来の圧縮空気エネルギー貯蔵システム（化石燃料燃焼を必要とする）、熱貯蔵装置を備えた圧縮空気エネルギー貯蔵システム、および液体ガス圧縮エネルギー貯蔵システムに分けることができる。システム。圧縮空気エネルギー貯蔵の適用の見通しは、効率を大幅に向上させることができるなど、より広いです。より柔軟に使用し、自動車の動力にも使用できます。再生可能エネルギーを採用し、グリッド内で再生可能エネルギーのシェアを提供し、さらには産業用熱を利用します。圧縮空気エネルギー貯蔵システムの大規模開発に対する主な技術的障害は、2つあります。それは、大型のガス貯蔵装置の必要性と、化石燃料の燃焼への依存です。これら2つの問題を解決するために、蓄熱圧縮空気エネルギー貯蔵システム、超小型圧縮空気エネルギー貯蔵システム、液体空気エネルギー貯蔵システム、超臨界圧縮空気エネルギー貯蔵システム、および再生可能エネルギーと組み合わせた圧縮空気エネルギー貯蔵システムが使用されます。 。蓄熱を備えた圧縮空気エネルギー貯蔵システムは、高度断熱圧縮空気エネルギー貯蔵システムとも呼ばれます。システム内の空気の圧縮プロセスは断熱プロセスに近く、圧縮熱が多くあります。たとえば、理想的な条件下では、圧縮空気が100バールの場合、650°Cの高温が発生する可能性があります。圧縮された熱エネルギーは蓄熱装置に蓄えられ、エネルギー放出プロセス中に空気を圧縮するために加熱され、タービンを駆動して仕事をさせます。燃料を燃焼させる従来の圧縮空気エネルギー貯蔵システムと比較して、システムのエネルギー貯蔵効率は大幅に改善され、理論的には70％以上に達する可能性があります。同時に、燃料燃焼の代わりに圧縮熱を使用したため、燃焼室が取り外され、ゼロエミッションの要件が達成されました。このシステムの主な欠点は、初期投資コストが20％から30％増加することです。小型の圧縮空気エネルギー貯蔵システムのサイズは、通常10MWレベルです。地上の高圧容器を使用して圧縮空気を貯蔵することで、ガス貯蔵洞窟への依存を打ち破り、柔軟性を高めています。これは、都市のエネルギー供給システム（分散型エネルギー供給、ミニグリッドなど、電力需要側の管理、無停電電源装置など）に適しています。同時に、風力発電所などの再生可能エネルギーシステムの近くに構築して、安定した再生可能エネルギー電力の供給を規制することもできます。小型圧縮空気エネルギー貯蔵システムのサイズは、一般に数千ワットから数十キロワットです。また、地上の高圧コンテナを使用して圧縮空気を貯蔵します。これは主に、特別な領域（制御、通信、軍事分野など）のバックアップ電源、遠隔地および孤立した領域のマイクロミニグリッド、および圧縮空気車両の電力に使用されます。外国の学者は、車両圧縮空力システムを開発しました。車両貯蔵タンクは300リットルで、1トンの車を時速50キロメートルの速度で96キロメートル走行することができ、基本的に毎日の都市交通のニーズを満たします。液体空気および超臨界圧縮空気エネルギー貯蔵システムは、新しいタイプの圧縮空気エネルギー貯蔵システムです。前者は、中国科学院の工学熱物理学研究所と英国のGaozhan Companyが共同で開発および開発し、特許を取得しました。液体空気の密度は気体空気の密度よりもはるかに大きいため、システムは大きなガス貯蔵チャンバーを必要としません。ただし、システムの効率は低くなります。非効率的な液体空気エネルギー貯蔵システムの問題を解決するために、中国科学院工学熱物理学は、2009年に、超臨界条件下の空気の特殊な特性を利用する超臨界圧縮空気エネルギー貯蔵システムを最初に提案し、独自に開発しました。従来の圧縮空気エネルギー貯蔵システムと液体空気エネルギー貯蔵システムの利点が組み合わされています。大規模、高効率、低投資コスト、高エネルギー密度、大型貯蔵装置の必要性、無制限のエネルギー貯蔵サイクル、さまざまなタイプの発電所の適用、操作の安全性、環境への配慮という利点があります。圧縮空気エネルギー貯蔵と再生可能エネルギー結合システムは、断続的な再生可能エネルギー源を「接続」し、着実に出力することができます。蓄熱を備えた圧縮空気エネルギー貯蔵システムは、太陽熱エネルギーを貯蔵し、必要に応じて圧縮空気を加熱し、タービン発電を駆動することができます。太陽熱エネルギーに加えて、電力、化学、セメント、その他の産業からの廃熱を外部熱源として使用できます。したがって、蓄熱を備えた圧縮空気エネルギー貯蔵システムには、幅広い用途があります。また、風力発電システムと組み合わせることもできます。電力消費量の最下部では、風力発電所の余剰電力が圧縮され、圧縮空気を貯蔵します。ピーク電力では、圧縮空気が燃焼してガスタービンに入り、発電します。圧縮空気エネルギー貯蔵と風力エネルギーを組み合わせたシステムは、グリッド内の風力発電の割合を80％に増やすことができます。これは、従来の最大値である40％よりもはるかに高くなります。また、バイオマスを合成ガスとして使用して、圧縮空気システムの天然ガスを置き換え、圧縮空気エネルギー貯蔵システムの天然ガスへの依存を減らすこともできます。

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