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氢气和 CAES
氢气越来越多地被吹捧为电力储存和平衡电网可再生能源发电的理想技术。现实情况比这更微妙：氢气和 CAES 相辅相成，各自发挥着不同的作用，是最佳解决方案。当每种技术（而不仅仅是这两种）在其最佳运行位置使用时，能源转型将是最经济实惠、最可靠和最有弹性的，而不是被视为“一刀切”或“灵丹妙药”解决方案。天然气管网氢气是天然气管网中甲烷的绝佳替代品。在许多发达国家，近年来，天然气管网已经进行了改造，使其与氢气兼容，例如聚氨酯管道和更好的密封件可以容纳较小的分子并避免脆化。这不是一个简单的替代：相同的能量输出需要超过 ⅓ 的气体量；设备需要改造，因为它的火焰特性不同。这些特性中最重要的是它燃烧得更热；其他差异是火焰的形状和最热部分的位置。因此，不应通过稳步增加氢气在天然气混合物中的比例来推广氢气电网：这将需要多次转换设备，成本非常高，而且破坏性很强。最好是一次性将局部区域转换为 100% 氢气，然后在氢气经济高效地可用时扩展到其他（通常是邻近）区域。
CAES 技术的比较与替代方案
CAES 技术的比较和替代方案 在讨论绝热 CAES（例如 Storelectric 提出的技术）时，了解不同类型的 CAES 非常重要 — 本质上是传统、等温和绝热，以及这些类型的变体。它们的性质非常不同，尤其是绝热 CAES 经常与等温 CAES 混淆，例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 提出的 CAES。事实上，两者根本不同。请注意，所有效率均引用电网到电网和寿命，而电池通常引用端到端 [忽略辅助负载] 和第 1 天 [忽略退化]。还要注意，电池往往会引用不包括土地、电网连接、开发成本等的安装成本，而这些都包含在 Storelectric 的所有估算中。 CAES 压缩空气能储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源（例如来自电网或可再生能源发电）将空气压缩至高压 — 通常为 70bar。当再次需要能量时，空气被释放来为涡轮机提供动力（或辅助动力），从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高，需要大量的空气，因此采用地质储存；现有的CAES 采用盐穴，这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中，但从未发生过盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的，位于盐盆内，世界各地都有。传统CAES 将空气压缩到 70bar 时，温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中，否则盐穴会恶化。因此，传统的CAES 会将压缩热浪费在冷却塔中。然而，在大约环境温度下从 70bar 膨胀会使空气冷却至约 -150 o C。这不仅会冻结环境，还会冻结设备，从而破坏设备，因此需要重新加热。传统的 CAES 通过燃烧气体来吸收膨胀热量。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机，从而使涡轮机更省油。但它仍然燃烧同等规模发电站 50-60% 的天然气（对于 McIntosh；Huntorf 为 60-70%），其往返效率（所有能量输出：输入）最多为 50%（Huntorf 为 42%），尽管更现代的设备希望达到约 54%。由于膨胀是通过经过特殊改造的涡轮机进行的，因此传统的 CAES 仅适用于固定尺寸。Storelectric 的 CCGT CAES 是传统的（“CCGT” 因为它基于联合循环发电站的设计），但具有以下优点：
可再生能源与 Storelectric 的 CAES 的协同作用
可再生能源与 Storelectric 的 CAES 的协同作用 如果 Storelectric 的 CAES 建在任何类型的可再生能源发电厂的输出电缆上或附近，将会产生巨大的协同作用。这将使可再生能源开发商、电网运营商和 Storelectric 都受益。本分析特别考虑了风能和太阳能。 疏通管道 许多大型可再生能源发电项目和互连器之所以停滞不前，是因为它们要连接的电网薄弱和/或饱和，需要进行成本高昂的电网加固才能连接可再生能源，这使得项目不切实际。 连接更多可再生能源 但是，如果将可再生能源发电站与大规模长时储能（如 Storelectric 的）一起连接到电网，则所需的电网连接规模对于风能来说会减少一半，对于太阳能来说会减少⅔或更多——它将根据每个负载情况进行配置（所需的供需曲线）。换句话说，如果现有 100MW 太阳能发电场，增加 100MW 储能将使同一电网连接中再增加 200MW 太阳能发电场（如果是风力发电场则为 100MW）——此外还能提高电网稳定性（见下文）。即使在电网饱和或薄弱的地方，这也使可再生能源发电量大幅增加。所有这些选项都使开发商在许多方面受益，例如：
CAES 5M 集装箱船
CAES 5M 集装箱式储能解决方案是一种可快速部署和扩展的 20 英尺集装箱解决方案，专为高能量密度、高容量储能和调度而设计。它具有卓越的往返效率、集成灭火功能和先进的热管理。
CAES 3.4M 集装箱船
CAES 3.4 M 集装箱式储能解决方案是一种可快速部署和扩展的 20 英尺集装箱解决方案，专为高能量密度、高容量储能和调度而设计。它具有卓越的往返效率、集成灭火功能和先进的热管理。
绝热与等温CAES
绝热与等温CAES 在讨论绝热CAES（例如 Storelectric 所提出的CAES）时，人们经常将其与等温CAES（例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 所提出的CAES）混淆。事实上，这两者有着根本的不同。CAES 压缩空气储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源（例如来自电网或可再生能源发电）将空气压缩至高压 – 通常为 70bar。当再次需要能源时，空气被释放来为涡轮机提供动力（或辅助动力），从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高，需要大量的压缩空气，因此使用地质储存；现有的CAES 使用盐穴，这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中，但从未发生过此类盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的，盐盆地遍布世界各地。传统压缩空气储能系统将空气压缩到 70bar 时，温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中，否则盐穴会恶化。因此，传统压缩空气储能系统会将压缩热浪费在冷却塔中。然而，在大致环境温度下从 70bar 膨胀会将空气冷却到 ~-150 o C。这不仅会冻结环境，还会冻结设备，从而毁坏设备，因此需要将热量重新放回去。传统压缩空气储能系统通过燃烧气体来释放膨胀热。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机，从而使燃气轮机更节省燃料。但它燃烧的天然气仍是同等规模发电站的 50-60%（McIntosh 为 60-70%），其往返效率（所有能量输出：输入）最多为 50%（Huntorf 为 42%），尽管更现代的设备渴望达到 ~54%。因为膨胀是通过经过特殊改装的涡轮机进行的，所以传统的 CAES 只有固定尺寸的。等温 CAES 等温 CAES（Lightsail、SustainX、General Compression）意识到压缩空气的最有效方式是在恒定的低温下。因此，他们发明了新型压缩机，可在 ~40 o C 时提取热量。然而，这只考虑了半个周期：提取的热量无法在系统内使用，因此被浪费了。这留下了与传统 CAES 相同的膨胀问题，他们声称通过从环境中吸收热量来解决这个问题：温度足够低，（例如）热泵或工业废热可以提供它。但所需的热量之多，将使任何此类清除工作都难以完成，除非是在非常特殊的地点，例如使用冶炼厂的废热。而且，新型膨胀机还不够完善；而新型压缩机也无法最大限度地提高效率、成本效益或可靠性。绝热 CAES 绝热 CAES 在整个压缩和膨胀循环中平衡热量，储存压缩热量以便在膨胀期间重复使用。RWE 已停用的 Adele 提案 https://www.youtube.com/watch?v=K4yJx5yTzO4（2'39” 视频）中展示了其原理，该提案建议将压缩热量储存在布满毛细管的陶瓷存储器中，以通过陶瓷扩散热量。砖块是陶瓷的。这实际上是两个夜间储热加热器，每个加热器都有一座塔楼那么大，它会膨胀和收缩，摩擦成灰尘（从而堵塞任何可以进入的通道）并压碎毛细管，导致非常高的维护成本和频繁的长时间停电以重建存储器。建造和隔热这样的容器成本高昂。 Storelectric www.storelectric.com 开发了其专有的绝热技术，该技术效率高（40MW 时效率约为 62%，500MW 时效率可提高至约 67%），可利用现有技术建造，经济高效，并已获得 Costain、Fortum、西门子和 Mott MacDonald 等众多跨国工程公司的认可。由于它使用“现成的”压缩机和膨胀机，因此非常可靠，几乎可以建造任何配备此类压缩机和膨胀机的规模。
压缩空气储能 (CAES) 解决方案
压缩空气能量存储自 20 世纪 70 年代在德国亨托夫建造第一座工厂以来就已为人所知。第二座工厂于 20 世纪 90 年代初在美国阿拉巴马州麦金托什建成。最近，中国才开始建设一座新建工厂。在西半球，我们注意到人们对这一解决方案的兴趣日益浓厚，首批项目可能最早在 2026/27 年投入运营。压缩空气能量存储解决方案有两种不同的变体。第一种是已知的（绝热）版本，可以在亨托夫或麦金托什看到。来自环境的空气通过多个压缩机压缩并储存在地下盐穴中。在有利的情况下，空气通过由 HP 空气膨胀机和改进的 LP 燃气轮机膨胀机组成的膨胀机释放。LP 燃气轮机膨胀机需要在膨胀前加热空气，以避免损坏膨胀机组。由于上述版本使用天然气，会产生 CO2 和 NOx 等排放，因此很容易开发出第二种（绝热）版本：在燃烧过程中产生的热量
压缩空气储能 (CAES)
西门子整体 · 2 台 W501F 燃气轮机 · 2 台 V84.2 燃气轮机 · T3000 全厂控制系统 · 燃气增压压缩机 · RG3 无刷励磁系统 · D3000 振动监测包 · D4 静态励磁
CAES 永久木柴法规和修正案
第 22-84-5d、22-84-5e、22-84-5g 节。对康涅狄格州机构规章第 22 章第 22-84-5d 和 22-84-5e 节的修订以及第 22-84-5g 节的增加。第 1 节。康涅狄格州机构规章第 22-84-5d 节修订如下：第 22-84-5d 节。定义就第 22-84-5e [和 22-84-5f] 至 22-84-5g 节而言，适用以下定义：(1)“亚洲长角甲虫”是指美国的一种入侵昆虫，其属和种为 Anoplophora glabripennis。 (2) “翡翠灰螟”是指一种入侵美国的昆虫，属于 Agrilus planipennis 属和种。 (3) “授权人员”是指康涅狄格州农业实验站站长授权的检查员或其他人员，负责检查受管制物品、实施调查、抑制、控制或根除活动、建立管制区域和执行检疫法规，包括限制受管制物品在州内移动。 (4) “管制物品”是指任何阶段的亚洲长角甲虫或翡翠灰螟，或任何活的或死的植物材料（包括苗木或木制品），或任何受到侵染或有可能受到侵染或可能导致亚洲长角甲虫或翡翠灰螟传播的运输工具。 “管制物品”包括但不限于： (A) 以下属的树木：枫树、北美槭树 (Acer spp.)；七叶树、七叶树 (Aesculus spp.)；桦树（Betula spp.）；桂树（Cercidiphyllum spp.）；柳树（Salix spp.）；榆树（Ulmus spp.）；白蜡树（Fraxinus spp.）；悬铃木（Platanus spp.）；杨树（Populus spp.）；含羞草（Albizia spp.）；花楸（Sorbus spp.）；朴树（Celtis spp.）；（B）原木产品，包括用于翡翠灰螟检疫的堆肥或未堆肥的白蜡树属木片、绿色木材、砍伐原木、所有薪柴和木材碎片 [ 直径为半英寸或更大 ] 二维尺寸大于一英寸； (C) 经授权人员认定为“受管制物品”的任何其他物品，这些物品已被亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染或有可能被亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染，或有能力助长亚洲长角甲虫或翡翠灰螟的传播。 (5) “管制区域”是指亚洲长角甲虫或翡翠灰螟侵染的地理区域
白皮书压缩空气储能 (CAES) ...
CAES – PTRC /2 萨斯喀彻温省的地质优势 萨斯喀彻温省拥有极其有利的地质条件，因为这里有一层厚达 200 多米的岩盐层，主要成分是氯化钠。通过钻探 170,000 多口油气井和进行钾盐开采，人们可以很好地了解草原盐层的地质构成。自 1950 年代以来，萨斯喀彻温省还成功地在岩盐中开采和运营了面积超过 140,000 立方米（500 万立方英尺）的洞穴，用于储存天然气、其他碳氢化合物和工业废料。萨斯喀彻温省还拥有安全处理洞穴开采过程中在深层盐水层中产生的盐水的手段。这些条件使萨斯喀彻温省比全球大多数其他司法管辖区具有明显的地质优势。