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壓縮空氣發電廠望成為綠能儲能新星
若要儲存再生能源多餘電力﹐目前大多人們都會加裝電池儲能系統﹐只不過鋰離子電池儲存電量與壽命都有限﹐如何處理廢棄電池也是一大煩惱﹐對此英國學者指出﹐可利用壓縮空氣儲能技術(CAES)來有效﹑長時間儲存綠電。
各國再生能源多以風力發電與太陽光電為主流﹐但這兩項綠能系統為變動型再生能源(VRE)﹐會受限於天氣﹑只有起風或是日照充足時才能運作﹐假如天氣無法讓設備供電﹐這時候就得依靠儲能系統了。因此近年來綠能儲能電廠如雨後春筍般冒出﹐除了鋰離子電池﹑燃料電池等常見技術﹐也有不少廠商採用抽水蓄能電站﹐其中壓縮空氣儲能也是一個不容忽視的技術之一﹐該技術能花費較少成本長時間持續供應電力﹐儲存時間更可以長達一年﹐這可是任何電池儲能技術都難以企及的紀錄。
壓縮空氣儲能技術是指在用電量較低時﹐將綠電能用於壓縮空氣﹐將空氣高壓密封在廢棄礦井﹑沉降的海底儲氣罐﹑鹽洞﹑過期油氣井或儲氣井中﹐用電高峰期再釋放出壓縮空氣﹐經過加熱燃燒與渦輪膨脹等過程來發電﹐雖然燃氣渦輪機運作仍然需要需要化石燃料助力﹐但是該技術是一種更高效﹑儲存容量也更大的儲能方式。
然而該技術發展至今已超過30年﹐目前僅有兩間商業化壓縮空氣發電廠﹐分別位於美國阿拉巴馬州與德國埃爾斯夫萊特。英國諾丁漢大學動力學教授Seamus Garvey對此表示﹐壓縮空氣儲能技術現在還有許多障礙待跨越﹐像是設備昂貴與地下狀況要求嚴格。
Garvey表示﹐開發壓縮空氣儲能技術並不容易﹐整體設備包括壓縮設備﹑膨脹設備﹑熱交換器﹑儲存空氣與熱量設備等﹐雖然這些設備壽命大多都很長﹐幾乎都動輒50年以上﹐但前期成本高昂﹐更需要精細工程與技術才能讓電廠穩定運作。且打造壓縮空氣發電廠的首要任務﹐就是找到一個可以長時間存入空氣的大範圍空間﹐因此該設備首選區域都位於地下洞穴或是海底﹐因為只有深水或是海底的巨大的壓力才能加大能源儲量。
像是美國阿拉巴馬州壓縮空氣發電廠將氣體存在地底8公里處的鹽洞中﹐該空間幾乎可容納一座自由女神像﹐可讓容量達110MW的渦輪機發電26小時﹐為11萬戶家庭供電。先前加拿大公司Hydrostor也與多倫多水電合作測試離岸水下壓縮空氣儲能﹐利用水壓增強壓縮空氣的效果﹐儲能時把高壓空氣打入水底的大氣球﹐需要能源時就釋放壓縮空氣推動渦輪發電﹐能源回收率約為60~80%﹐裝置量則為1MW。
雖然目前壓縮空氣發電廠的前期成本較高﹐也會需要化石燃料的輔助﹐但該技術具有儲存時間長﹑容量大等優勢﹐隨著技術越來越成熟﹐壓縮空氣技術總有一天也可以出頭天﹑成為另一種廣泛運用的儲能電廠。
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