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我们未来的能源系统将以间歇性可再生能源（风能、太阳能）占更大比例为特征，并辅以其他灵活的电力/热能生产形式。能源储存将在提供平衡综合系统中能源供需所需的灵活性方面发挥关键作用。特别是对于长期平衡需求，大规模、集中的地下能源储存是一种有吸引力且具有潜在成本效益的解决方案。它可以为电力、天然气和热能商品提供灵活的批量电力管理服务，并以战略能源储备、能源系统充足性和平衡解决方案的形式为社会提供基本服务，以应对不可避免的季节性变化和其他能源安全挑战。如今，许多这些服务都是通过天然气储存提供的，天然气已经大量（约 130 亿立方米，或 130TWh）安全地储存在荷兰地下的盐洞和枯竭的气田中，以及欧洲许多其他国家的地下盐洞和枯竭的气田中，以平衡日常供需并确保寒冷冬季的供应。然而，随着天然气在荷兰能源系统中的作用逐渐减弱，对以不同形式大规模储存能源的需求日益增长。在本报告中，我们重点介绍了两种地下储能的替代形式：盐穴中的压缩空气储能 (CAES) 和盐穴和枯竭气田中的地下储氢 (UHS)。最近发布的估计 (Van Gessel 等人，2018 年；Gasunie 和 TenneT，2018 年；Berenschot 和 Kalavasta，2020 年) 表明，2050 年荷兰所需的储氢容量范围从低端的个位数 (十亿立方米)（正常天气年份）到高端的数十亿立方米（极端天气年份），可能需要储存和/或转换的剩余电力可能在 20-140TWh 之间。尽管他们明确表示 CAES 和 UHS 等大规模储能技术需要做好部署准备，但它们的技术经济可行性尚未得到证实。因此，在本报告中，我们回顾了这些技术的概念和部署状况，评估了它们的技术性能，并解决了有关这些技术的技术经济可行性的几个悬而未决的问题。压缩空气储能 CAES 是一种电力存储技术。充电时，电能通过压缩空气以机械形式存储，并存储在（通常）盐穴中。放电时，利用压缩空气驱动涡轮膨胀机/涡轮机来再生电能。有两种主要的技术概念，它们主要在如何处理压缩和膨胀过程中空气的温度变化方面有所不同：非绝热 CAES（D-CAES）和高级绝热 CAES（AA-CAES）。在 D-CAES 系统中，压缩空气时产生的热量不会被储存。因此，在发电时必须燃烧外部燃料以加热空气，然后才能驱动涡轮机。传统上使用的是天然气，但其燃烧会导致二氧化碳排放。氢气正成为一种替代品，特别是因为氢气燃烧不会排放二氧化碳，而且可以用可再生电力生产（也不会排放二氧化碳）。全球有两座 CAES 工厂已投入商业运营多年，其中一座位于德国
TNO 2020 R12004 大规模储能系统的技术经济模型
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