儲存時間可長達一年,壓縮空氣發電廠望成為綠能儲能新星

作者 | 發布日期 2018 年 10 月 27 日 12:00 | 分類 環境科學 , 能源科技 follow us in feedly

若要儲存再生能源多餘電力,目前大多人們都會加裝電池儲能系統,只不過鋰離子電池儲存電量與壽命都有限,如何處理廢棄電池也是一大煩惱,對此英國學者指出,可利用壓縮空氣儲能技術(CAES)來有效、長時間儲存綠電。



各國再生能源多以風力發電與太陽光電為主流,但這兩項綠能系統為變動型再生能源(VRE),會受限於天氣、只有起風或是日照充足時才能運作,假如天氣無法讓設備供電,這時候就得依靠儲能系統了。

因此近年來綠能儲能電廠如雨後春筍般冒出,除了鋰離子電池、燃料電池等常見技術,也有不少廠商採用抽水蓄能電站,其中壓縮空氣儲能也是一個不容忽視的技術之一,該技術能花費較少成本長時間持續供應電力,儲存時間更可以長達一年,這可是任何電池儲能技術都難以企及的紀錄。

壓縮空氣儲能技術是指在用電量較低時,將綠電能用於壓縮空氣,將空氣高壓密封在廢棄礦井、沉降的海底儲氣罐、鹽洞、過期油氣井或儲氣井中,用電高峰期再釋放出壓縮空氣,經過加熱燃燒與渦輪膨脹等過程來發電,雖然燃氣渦輪機運作仍然需要需要化石燃料助力,但是該技術是一種更高效、儲存容量也更大的儲能方式。

然而該技術發展至今已超過 30 年,目前僅有兩間商業化壓縮空氣發電廠,分別位於美國阿拉巴馬州與德國埃爾斯夫萊特。英國諾丁漢大學動力學教授 Seamus Garvey 對此表示,壓縮空氣儲能技術現在還有許多障礙待跨越,像是設備昂貴與地下狀況要求嚴格。

Garvey 表示,開發壓縮空氣儲能技術並不容易,整體設備包括壓縮設備、膨脹設備、熱交換器、儲存空氣與熱量設備等,雖然這些設備壽命大多都很長,幾乎都動輒 50 年以上,但前期成本高昂,更需要精細工程與技術才能讓電廠穩定運作。

且打造壓縮空氣發電廠的首要任務,就是找到一個可以長時間存入空氣的大範圍空間,因此該設備首選區域都位於地下洞穴或是海底,因為只有深水或是海底的巨大的壓力才能加大能源儲量。

像是美國阿拉巴馬州壓縮空氣發電廠將氣體存在地底 8 公里處的鹽洞中,該空間幾乎可容納一座自由女神像,可讓容量達 110MW 的渦輪機發電 26 小時,為 11 萬戶家庭供電。先前加拿大公司 Hydrostor 也與多倫多水電合作測試離岸水下壓縮空氣儲能,利用水壓增強壓縮空氣的效果,儲能時把高壓空氣打入水底的大氣球,需要能源時就釋放壓縮空氣推動渦輪發電,能源回收率約為 60-80%,裝置量則為 1MW。

雖然目前壓縮空氣發電廠的前期成本較高,也會需要化石燃料的輔助,但該技術具有儲存時間長、容量大等優勢,隨著技術越來越成熟,壓縮空氣技術總有一天也可以出頭天、成為另一種廣泛運用的儲能電廠。

(本文由 EnergyTrend 授權轉載;首圖來源:Flickr/Ian Richardson CC BY 2.0)

關鍵字: ,