正如我们所知，压缩空气储能可以彻底改变清洁能源领域。

Frost & Sullivan 的研究估计， 2018 年全球安装了近 155 吉瓦的可再生能源装机容量。前一年，可再生能源占全球总装机容量的近 70%。

可再生能源市场的显着增长在很大程度上是由于太阳能和风能成本的降低以及各行业的激励性和非激励性投资增加。尽管全球因素可能导致全球市场增长停滞——例如中国决定停止对公用事业规模太阳能项目的补贴——但增加公众支持以及改善发电和存储技术的经济条件正在确保 2019 年有望实现看到类似的增长率。

可再生能源行业出现了许多创新的新型存储解决方案，包括压缩空气储能 (CAES) 系统。压缩空气储能技术，就像抽水电站一样，通过加热和压缩环境空气来工作，以便在高压下储存在含水层或地下洞穴中。然后可以将空气减压并释放出来，为涡轮发电机供电，从而发电。

根据麻省理工学院技术评论， CAES 系统的成本估计仅为电池存储平均价格的十分之一，而且——因为它们允许理论上无限数量的充电和放电循环——提供比电池系统更长的使用寿命，电池系统需要定期替代品。更重要的是，来自英国的新研究表明，水下多孔介质压缩空气系统 (PM-CAES) 的大规模应用有望提高 60% 的净能源效率。

尽管由于地理和后勤方面的限制，CAES 系统尚未得到广泛采用，但压缩空气储能的潜在应用非常广泛。这些是 CAES 系统可以增强可再生能源部门的一些主要方式：

小规模存储

一种替代在水下或地下建造大型 CAES 工厂的方法是建造小型地上 CAES 系统，使用人造船只对空气加压。

小型压缩空气储能的吸引力在于它允许的地理灵活性。这些系统，如化学电池，几乎可以由独立公司或小型企业安装在任何地方。更重要的是，这些系统可以并网或离网运行，与其他电池系统串联或分开运行。

研究人员提出了微型 CAES 系统的进一步优势，包括与大型系统不同，它们不需要有毒或稀有材料，使其更安全、更容易使用。较小的独立容器可以创建分散的存储系统网络，不需要先进的生产线或安装和维护大型工业系统所带来的困难。

为风能系统供电

CAES 系统的另一个有前途的应用是在风能领域，其中压缩空气存储提供了一个关键优势——克服不利环境条件对发电的负面影响。

当条件不够风时，涡轮机不能产生足够的电力。然而，CAES 系统克服了这一障碍，因为它们保证了长期的能量存储，并且可以根据需求发电。

例如，借助 CAES 系统，海上风力涡轮机产生的可再生能源可用于为产生压缩空气的电机提供动力。然后，空气将储存在多孔的海底岩床井中，并在需要时释放出来，为涡轮机提供动力并为电网发电。

储存太阳能

与风能一样，太阳能生产也存在由不可预测或不良环境条件引起的间歇性问题。然而，CAES 系统的长期存储能力提供了一个万无一失的解决方案。

在阳光明媚的白天产生的电力可以重新用于加热 – 从而压缩 – 密闭室内的空气。当缺乏阳光禁止发电时，压缩空气可以通过涡轮机或备用膨胀装置释放以发电。

规划能源的未来

压缩空气在可再生能源行业的应用仍有不可估量的潜力。例如，加拿大公司Hydrostar正在概述将旧化石工厂转变为零排放压缩空气动力能源设施的计划。与此同时，正在研究回收微型 CAES 系统的热能，以用于水或空间加热应用。

就目前而言，CAES 系统并不是应对确保可再生能源未来的多重挑战的最节能或物流有效的解决方案。然而，在未来几年内，我们可能会见证技术创新的激增，这将使压缩空气成为世界脱碳和创造更可持续未来的有力工具。