绝热压缩空气储能可用于10-100小时的应用

　　由英国伦敦国王学院（United Kingdom's King's College London）领导的一组研究人员编制了一个绝热压缩空气储能（A-CAES）项目的综合数据库，收集了世界各地运行系统和计划安装的信息。通过分析这个数据集，他们能够计算出该技术的经验率（ER），这是一种衡量成本如何随着累计生产或部署项目的增加而降低的指标，并确定了A-CAES在经济上可行的具体条件。

　　研究人员解释说：“长时储能（LDES）对电网稳定性至关重要，可以将可再生电力储存数天至数年不等。LDES技术包括压缩空气储能（CAES），它使用压缩机产生压缩空气，将其储存在容器或地下洞穴中，并将其释放以驱动发电的涡轮机。最近，已经提出了A-CAES系统，通过储存压缩热并在空气膨胀过程中重复使用来消除对天然气的需求，从而确保电力容量并提高能源效率。”

　　学者们指出，在他们开展工作之前，关于A-CAES的全面数据——包括资本成本、产品价格和累计装机容量——基本上是不可用的。为了填补这一空白，他们使用广泛的来源编制了一个强大的数据库，包括同行评审的文献、行业报告、储能数据库、新闻文章以及对制造商和项目开发商的采访。

　　他们的分析显示，过去十年成本大幅下降。2013年，A-CAES的价格/千瓦时超过10000美元，而到2024年，价格已降至约120美元/千瓦时。这一急剧下降主要是由于项目规模的扩大和技术的成熟，技术从2013年的0.5-1.5兆瓦的相对较小的系统扩展到今天的10-100兆瓦的大规模安装。使用这些数据点，以及多年来收集的许多其他数据点，该团队应用了一个经过验证的学习曲线模型来估算该技术的ER，从而提供了随着部署增长成本如何降低的见解。

　　经验率（ER）表示每次累计部署翻倍时，技术成本下降的百分比。使用他们的数据库，研究人员计算出，当包括所有数据点时，总体ER为33%，但当只考虑大于10兆瓦的项目时，ER更保守，为15%。

　　该团队解释说：“2010年代初，小规模实验项目的高成本可能会使整体ER膨胀，使15%的比率更能反映预期的未来部署。”他们进一步预测，随着15%的ER趋势，10GWh以上容量的市场平均价格可能会降至157美元/千瓦时以下，100GWh以上的容量的市场价格可能会跌至92美元/千瓦时以下。

　　为了评估这些估计的稳健性，研究人员应用了蒙特卡洛敏感性分析，为每个数据点引入了20%的不确定性，并产生了数千个潜在的学习率。即使在这种不确定性下，ER也保持在10%到20%之间，证实了观察到的成本降低趋势是可靠的。

　　基于这些见解，该团队进行了贴现现金流（DCF）分析，以确定A-CAES项目在经济上可行的条件。往返效率（RTE）假设为70%，反映了当前项目的性能，价格投入来自最近的安装。DCF分析考虑了一系列储能持续时间：3、10、50、100、500和1000小时。

　　他们的研究结果表明，能源相关成本，而不是电力相关成本，是决定A-CAES经济可行性的主要因素。

　　该团队指出：“我们的生命周期贴现现金流分析表明，在最佳地质条件下，A-CAES可以在10-100小时的储存时间内实现经济可行性。此外，随着存储成本进一步降低到每千瓦时1美元左右，它可以支持超过100小时的持续时间，使A-CAES成为平衡可再生能源和增强季节性电网弹性的极具前景的解决方案。”

　　他们的发现发表在iScience上的《降低成本的绝热压缩空气长期储能应用》中。来自英国伦敦国王学院、能源系统孵化器、华威大学和中国石油大学（北京）的研究人员参与了这项研究。

　　（素材来自：United Kingdom's King's College London 物理储能网、全球储能网、新能源网综合）