■陈海生
环保的压缩空气储能
储能有很多种技术，包括化学储能、物理储能等。根据2014年国际能源署统计，目前抽水蓄能占绝大多数，压缩空气储能紧随其后。
压缩空气储能是将空气压缩存储于装置中，在用电高峰时，高压空气从储蓄罐中释放出来，通过燃料燃烧，进行发电。只要不存在泄漏问题，压缩空气储能的周期不受限制。压缩空气储能装置的寿命比较长，可以达到30——50年，如果保养得当，甚至可以超过这个年限。
压缩空气储能是抽水蓄能之外投资风险最小、成熟度比较高的储能方式。在成本方面，压缩空气储能与抽水蓄能都是最便宜的储能技术。在用地和用水方面，压缩空气则非常环保，在国外很受重视。
在研发方面，压缩空气储能被分为三类，使用不同热源的被称为燃烧燃料的压缩空气储能；第二种是带蓄热的空气储能，将空气压缩热进行存储，用电高峰将压缩热取出来，提高空气的温度；第三种是无热源压缩空气储能，一般为了减少系统投资、降低系统复杂程度，系统不采用热源，主要用于备用电源使用，对效率不敏感。
按照系统的大小，压缩空气储能又被分为大型百兆瓦级和小型千瓦级系统。研究人员根据压缩空气储能系统是否可以同其他热力循环系统耦合，在传统压缩空气储能研究中获得了很多研究成果。
目前解决压缩空气储能主要依赖大型储机，将空气液化，大幅降低体积，摆脱对大型储能洞穴的依赖，另外也摆脱了对燃料燃烧的依赖。比较有代表性的是美国的等温压缩和蓄热式压缩空气储能2兆瓦级系统。
国内压缩空气储能研发进展
目前国内还没有压缩空气储能电网的商业应用，但是已经从五个方面逐步开展了一些相关工作，包括系统总体设计和分析、蓄热器、放热器、系统集成和示范、政策和商业机制研究。
现在国内有10家组织单位进行了深入的系统研究，主要分为三大类：第一类是研究小型百千瓦以下的，有浙江大学、西安交通大学等；第二类主要做技术经济性分析，包括中科院工程热物理所、华北电力大学等；第三类主要研究压气机，研究小型压缩空气储能的有浙大工程物理所，漩涡式的有山东大学，向心式的是中国科学院工程热物理研究所。另外，哈尔滨工业大学在储气装置方面也有一定研究。
集成示范方面，我国从十千瓦级到百千瓦级都有研究。浙江大学在上世纪90年代做过10千瓦左右的压缩空气动力汽车的研究，山东大学依靠涡旋式的发动机作出研究，并得到了“863”项目前沿项目的支持。2014年，清华大学做了500千瓦的装置，实现了超过百千瓦的装置。
中科院工程热物理所兆瓦级技术进步显著
中科院工程热物理所的压缩空气储能装置从千瓦级一直做到了现在的1.5兆瓦。
压缩空气储能的系统过程相对比较复杂，包括系统的压缩、膨胀、蓄冷、蓄热、截流、相变等工作。这其中也有几个关键点：首先，不是每个过程的效率高，整个系统效率就高，因此需要研究压缩空气储能过程和系统集成；第二，压缩空气储能的配件，压缩机和膨胀机对整个系统具有十分重要的作用，因此需要揭示其内部的流动、传热耦合和蓄热方法；第三是蓄冷和传热特性，针对压缩空气储能的特点，中科院工程热物理所提出四个压缩空气储能热学分析方法和优化算法，并在此基础上算出设计方法，并进行了集成的验证实验。
