• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
废弃矿硐压缩空气储能研究及其应用进展
  • 161
  • 作者

    王龙轩张文杨晓林丛晓明王汉勋王鑫雨龙永康

  • 单位

    青海大学土木水利学院青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室青海省压缩空气储能重点实验室青海省地质测绘地理信息院青海省高原测绘地理信息新技术重点实验室中国地质大学(北京)工程技术学院自然资源部重大工程地质安全风险防控工程技术创新中心

  • 摘要
    在如今全球气候形势日益严峻的背景下,为实现碳净零目标,各国可再生能源需求量不断扩大。然而由于风能、光能等可再生能源存在着间歇性、不稳定等缺陷,严重制约了其规模化应用。研究表明,储能技术可有效解决大规模可再生能源的整合与并网问题。其中,废弃矿硐压缩空气储能(Abandoned Mine Compressed Air Energy Storage,AM-CAES)由于具备良好的生态和经济效益,受到了中外储能领域的广泛关注。基于此,本文综述了AM-CAES的相关研究,阐述了AM-CAES的基本原理及其热力学模型推导现状,研究了AM-CAES在选址适宜性、工作效率、安全性及环境影响和经济可行性四个方面的理论研究进展,分析了中外AM-CAES示范项目的特点及其生态和经济效益,对比了中外AM-CAES相关政策,最后总结并探讨了AM-CAES在技术和经济方面尚面临的科学问题。结论表明:利用既有废弃矿硐开展压缩空气储能,一方面能够大幅降低工程投资,减少新土地资源的开发,具备较高的环境友好度;另一方面可平衡能源供需,提高电网稳定性,并促进可再生能源集成,从而降低高碳电力比重,应用前景广阔。目前,AM-CAES在储能效率、储能周期、系统规模上仍待进一步突破,投资规模和收益方式也仍需相关政策出台进行推动和完善。旨在为废弃地下空间资源的可持续利用和可再生能源的存储与转换工作提供一定的科学参考,以期助力中国生态修复和能源转型进程。
  • 关键词

    可再生能源废弃矿硐压缩空气储能环境友好地下空间再利用

  • 文章目录
    0 引 言
    1 废弃矿硐压缩空气储能原理
    1.1 基本原理
    1.2 热力学模型
    1.2.1 压缩机模型
    1.2.2 膨胀机模型
    1.2.3 换热器模型
    1.2.4 储气硐室模型
    2 废弃矿硐压缩空气储能研究进展
    2.1 选址适宜性
    2.2 系统效率
    2.3 安全性及环境影响
    2.4 经济可行性
    3 废弃矿硐压缩空气储能应用进展
    3.1 日本上砂川盯压缩空气储能示范项目
    3.2 加拿大Goderich储能示范项目
    3.3 澳大利亚Angas项目
    3.4 中国山西废弃煤矿矿硐压缩空气储能示范项目
    3.5 中国山东曹庄煤矿先进压缩空气储能示范项目
    4 中外废弃矿硐压缩空气储能政策
    4.1 美国
    4.2 德国
    4.3 中国
    4.4 启示与建议
    5 废弃矿硐压缩空气储能尚待解决的科学问题
    5.1 硐室储库气密性
    5.2 硐室储库稳定性
    6 结论与展望
相关问题

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