北海海底岩石可儲存大量氣體,有助開發壓縮空氣發電廠

作者 | 發布日期 2019 年 01 月 24 日 9:15 | 分類 環境科學 , 能源科技 , 電力儲存 follow us in feedly

壓縮空氣儲能技術(CAES)發展已超過 30 年,但因為要找到一個可儲存空氣的地方相當不容易,至今僅有兩座商業壓縮空氣發電廠,不過蘇格蘭科學家新研究或許可改變這一現狀,他們發現北海海底岩石也可以儲存大量空氣,有望化身成另類儲氣井。




該技術是種可靠並能長時間儲存電力的方式,用電量較低時,人們能將綠電用來壓縮空氣,把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等密閉空間中,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。

壓縮空氣儲存時間也相當長,到一年也不是個問題,相較於目前主流的鋰離子電池、燃料電池等技術可說是非常久。

只是壓縮空氣發電廠主要難題為:成本以及要找到一個夠大、耐熱並可以儲存壓縮空氣的地質空間,其中氣體壓縮會產生熱,因此壓縮後的空氣溫度較高,氣體膨脹則會釋放熱,進而降低儲存系統的能源效率。兩大挑戰讓現在壓縮空氣發電廠僅有兩間,分別位於美國阿拉巴馬州與德國埃爾斯夫萊特。

因此為了發掘英國附近的壓縮空氣儲能潛力空間,愛丁堡大學與斯特拉斯克萊德大學攜手合作,首先透過數學模型來評估北海的地質與附近 11,000 座鑽井平台,進一步預測可儲存的容量。

根據團隊發表在《Nature Energy》的論文,他們發現英國海中的多孔岩石(porous rock)氣體儲存容量約為 77-96 TWh,容量是英國鹽洞的 10 倍,這相當於英國 2017 年 1-2 月間用電需求的 160%,顯示其發展壓縮空氣儲能的潛力之大。

不過研究也發現該技術得面臨的挑戰,像是儲存效率偏低,能源來回效率僅 54-59%,相較之下抽水蓄電廠的效率達 80%,電池則超過 90%;且壓縮空氣發電廠成本也偏高,愛丁堡大學地科博士 Moulid-Castillo 估計每度電價格約為 0.42-4.71 美元,基本上是陸上儲能技術的 10 倍。

該團隊樂觀看待上述挑戰,Julien Mouli-Castillo 指出,雖然該技術成本較為昂貴,但仍是一種可行的方案,可讓人們在夏季時儲存多餘的電力,並在冬天的提高可用電力,讓英國的再生能源調度更佳有彈性,未來也可以再深入研究如何降低成本。

且北海為世界上數一數二的離岸風電聚集地,同時還擁有大量的石油與天然氣,若可在底下岩石開發壓縮空氣儲能技術,設備製造過程可更加高效與便宜,也能減少海底電纜需求量,最終達到儲存再生能源電力的目標。

(首圖為示意圖,來源:pixabay

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