能源革命中的物理儲能技術
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物理儲能技術發展現狀與趨勢
抽水蓄能
抽水蓄能利用電能和水勢能的相互轉化進行能量存儲，具有效率高、容量大、壽命長、儲能周期不受限制等優點，是目前技術最成熟、應用最廣泛的電力儲能技術。但是，由于抽水蓄能需要建造水庫和水壩，其應用受地理條件的限制。表?2?為抽水蓄能技術特征，典型抽水蓄能電站規模為?100—3000?MW，主要適用于電力系統調頻、調峰填谷、能量管理、備用等方面。
抽水蓄能技術自從?1882?年國際第一座抽水蓄能電站在瑞士使用以來，已經發展近?130?多年，技術已經成熟。目前世界上在運營的最大抽水蓄能電站是?1985?年投入運行的美國巴斯康蒂抽水蓄能電站，裝機容量達到?30．03?MW。
我國的抽水蓄能技術研發與建設起步較晚，1968年首次在河北省崗南水電站引進?2?臺日本制造的單機11?MW?混合式抽水蓄能機組。經過?50?余年的發展，我國抽水蓄能已從引進、吸收消化階段轉變為自主研發階段。2016?年?6?月投入商業運行的浙江仙居抽蓄電站機組是我國真正意義上第一臺完全自主設計、自主生產、自主安裝運營的設備，也標志著我國打破國外的技術壟斷，完整掌握大型抽水蓄能電站核心技術。
總體來說，抽水蓄能技術正朝著大容量、高水頭、高效率、智能化方向發展，具體關鍵技術包括：高水頭大功率水泵水輪機、高轉速大功率發電機、變速調節控制、無人化智能控制與集中管理、信息化施工、隧道掘進機開挖技術、新型鋼材和瀝青混凝土技術等。
壓縮空氣儲能系統
傳統壓縮空氣儲能系統是基于燃氣輪機技術，利用電能和空氣內能進行能量儲存的系統。傳統壓縮空氣儲能系統具有容量較大、周期長、壽命長、投資相對小等優點，但由于其不是一項獨立的技術，必須同燃氣輪機電站配套使用，依賴燃燒化石燃料提供熱源，且依賴大型儲氣室，如巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等，因此應用也受到地理條件的限制。表?3?為壓縮空氣儲能技術特征，可見，壓縮空氣儲能系統與抽水蓄能技術特性相似，其應用領域與抽水蓄能也相同。
傳統壓縮空氣儲能技術自從?1949?年?Stal Laval?提出利用地下洞穴實現壓縮空氣儲能以來，國際上只有兩座大規模傳統壓縮空氣儲能電站投入商業運行，分別是德國的?290?MW Huntorf?電站和美國的?110?MW McIntosh?電站。此外，日本建設?2?MW?傳統壓縮空氣儲能示范電站。我國只進行了傳統壓縮空氣儲能技術相關理論研究。
傳統壓縮空氣儲能系統存在依賴大型儲氣洞穴、依賴化石燃料兩大技術瓶頸，嚴重限制了其推廣應用。近年來，為解決上述技術瓶頸，國內外學者開發了多種新型壓縮空氣儲能系統。目前國際上已經實現?MW?級示范的系統包括：美國?SustainX?公司等溫壓縮空氣儲能系統、美國?General Compression?公司蓄熱式壓縮空氣儲能系統、英國?Highview?公司液態空氣儲能系統。國內，中國科學院工程熱物理研究所于?2009?年在國際上首次提出超臨界壓縮空氣儲能系統，并研制了國際首套?1．5?MW?和?10?MW?示范系統，系統效率高于全球所有同等規模系統的效率，并且已實現產業化，目前正在開展?100?MW?級系統技術研發與示范。
壓縮空氣儲能技術正朝著不依賴化石燃料、不依賴大型儲氣室、提高系統效率方向發展，主要通過提高關鍵部件技術性能、優化系統集成與控制技術等手段來實現，具體關鍵技術包括寬負荷壓縮機技術、高負荷膨脹機技術、高效蓄熱技術、儲氣技術和系統集成與控制技術等。
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