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美科学家欲用压缩空气储能缓解能源短缺流量

发布时间:2019-11-20 18:16:08 阅读: 来源:点火器厂家

美科学家欲用压缩空气储能缓解能源短缺

据国外媒体报道,随着国际石油价格最近不断创出新高,如何解决未来的能源短缺问题再次成为科学家们关注的议题。美国科学家表示,压缩空气能源储存(CAES)技术也许能有效地解决这一难题。

美国科学家称,“压缩空气能源储备”的功能类似于一个大容量的蓄电池。在非用电高峰期(如晚上或周末),用电机带动压缩机,将空气压缩进一个特定的地下空间存储。然后,在用电高峰期(如白天),通过一种特殊构造的燃气涡轮机,释放地下的压缩空气进行发电。虽然燃气涡轮机的运行仍然需要天然气或其他石化燃料来作为动力,但是这种技术却是一种更为高效的能源利用方式。利用这种发电方法,将比正常的发电技术节省一半的能源燃料。

尽管这种“压缩气体能源储备”的概念已经提出了30多年,但目前全世界仅有两家压缩空气发电厂。美国阿拉巴马州的压缩空气发电厂创建于17年前,而德国的压缩空气发电厂则已有30年历史。目前,两家压缩空气发电厂都运营正常。现在,美国爱荷华州正在建设全球第三家压缩空气发电厂。美国圣地亚国家实验室已经得到了来自美国能源部的资金支持,负责“爱荷华储备能源公园”(ISEP)项目的设计工作。“爱荷华储备能源公园”其实就是一个压缩空气发电厂,该发电厂将充分利用爱荷华州丰富的风力资源作为发电厂的运行能源。爱荷华发电厂的压缩空气存储容量可用于50小时的发电。一旦ISEP开始运营,其每年发电量将占爱荷华州用电量的20%左右,每年可以爱荷华州节省大约500万美元的能源成本。

压缩空气发电厂建设的首要任务之一,就是找到一个支持空气压缩存储的地质空间。经过对厂址附近地区进行严密的地震检测、反复的计算机模拟以及对其他压缩空气发电厂相关数据的认真分析,ISEP研究者称目前他们已经找到了合适的空气存储空间。圣地亚国家实验室已从ISEP项目所在地提取了多种矿石样本,并进行了认真的分析与反复评估。这些分析和评估数据将为项目的设计和发电厂的建设提供了最必要的原始信息。据圣地亚国家实验室ISEP项目负责人匹克介绍,该项目目前进展顺利,预计将于2012年投入运营。最近,圣地亚国家实验室又开始研究风能利用与空气压缩能源储备两者组合技术。这种组合技术将首先应用于ISEP项目中,继尔可能推广到全美其他发电厂。

但是大规模地储藏压缩空气需要占用大面积土地。研究者们使用特殊材料制成一个50米宽,80米高的巨型风袋,将其置于600米以下的深水中,根据计算,这样一个容积的袋子中,每立方米容积内可以储存25兆焦耳的能量。在CAES的储存中,水下是关键,只有深水巨大的压力才能使能源的储量增大。尽管在准备相关设施的时候产生很多费用,但是科学家还是认为这种形式的储存模式比制造电池便宜得多。另外,在使这些压缩空气产生动力时,普通大小的风机难以满足其要求,所以更大更牢固的叶片需要被应用在这种技术中。

现在,一般的涡轮机使用于40米深的水下,如何才能制造出可以在600米以下的深水处运行的涡轮呢?科学家指出,在法国、葡萄牙等地的大陆架上可以安装涡轮,这些大陆架进入海洋深处,完全可以在那里形成能源转换。研究人员说,“可再生能源的发展不仅在实际用途上为人类带来了新的方向,也促进了科技的发展。海水中的储风袋让风能成为当今更加时尚和引人注目的能源。或许在今后,更多不可思议的技术将会给可在生能源更多的活力,也会给人们更多惊喜。”

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