據(jù)國外媒體報道，隨著國際石油價格最近不斷創(chuàng)出新高，如何解決未來的能源短缺問題再次成為科學家們關注的議題。美國科學家表示，壓縮空氣能源儲存(CAES)技術(shù)也許能有效地解決這一難題。
美國科學家稱，“壓縮空氣能源儲備”的功能類似于一個大容量的蓄電池。在非用電高峰期(如晚上或周末)，用電機帶動壓縮機，將空氣壓縮進一個特定的地下空間存儲。然后，在用電高峰期(如白天)，通過一種特殊構(gòu)造的燃氣渦輪機，釋放地下的壓縮空氣進行發(fā)電。雖然燃氣渦輪機的運行仍然需要天然氣或其他石化燃料來作為動力，但是這種技術(shù)卻是一種更為高效的能源利用方式。利用這種發(fā)電方法，將比正常的發(fā)電技術(shù)節(jié)省一半的能源燃料。
盡管這種“壓縮氣體能源儲備”的概念已經(jīng)提出了30多年，但目前全世界僅有兩家壓縮空氣發(fā)電廠。美國阿拉巴馬州的壓縮空氣發(fā)電廠創(chuàng)建于17年前，而德國的壓縮空氣發(fā)電廠則已有30年歷史。目前，兩家壓縮空氣發(fā)電廠都運營正?！，F(xiàn)在，美國愛荷華州正在建設全球第三家壓縮空氣發(fā)電廠。美國圣地亞國家實驗室已經(jīng)得到了來自美國能源部的資金支持，負責“愛荷華儲備能源公園”(ISEP)項目的設計工作。“愛荷華儲備能源公園”其實就是一個壓縮空氣發(fā)電廠，該發(fā)電廠將充分利用愛荷華州豐富的風力資源作為發(fā)電廠的運行能源。愛荷華發(fā)電廠的壓縮空氣存儲容量可用于50小時的發(fā)電。一旦ISEP開始運營，其每年發(fā)電量將占愛荷華州用電量的20%左右，每年可以愛荷華州節(jié)省大約500萬美元的能源成本。
壓縮空氣發(fā)電廠建設的首要任務之一，就是找到一個支持空氣壓縮存儲的地質(zhì)空間。經(jīng)過對廠址附近地區(qū)進行嚴密的地震檢測、反復的計算機模擬以及對其他壓縮空氣發(fā)電廠相關數(shù)據(jù)的認真分析，ISEP研究者稱目前他們已經(jīng)找到了合適的空氣存儲空間。圣地亞國家實驗室已從ISEP項目所在地提取了多種礦石樣本，并進行了認真的分析與反復評估。這些分析和評估數(shù)據(jù)將為項目的設計和發(fā)電廠的建設提供了最必要的原始信息。據(jù)圣地亞國家實驗室ISEP項目負責人匹克介紹，該項目目前進展順利，預計將于2012年投入運營。最近，圣地亞國家實驗室又開始研究風能利用與空氣壓縮能源儲備兩者組合技術(shù)。這種組合技術(shù)將首先應用于ISEP項目中，繼爾可能推廣到全美其他發(fā)電廠。
但是大規(guī)模地儲藏壓縮空氣需要占用大面積土地。研究者們使用特殊材料制成一個50米寬，80米高的巨型風袋，將其置于600米以下的深水中，根據(jù)計算，這樣一個容積的袋子中，每立方米容積內(nèi)可以儲存25兆焦耳的能量。在CAES的儲存中，水下是關鍵，只有深水巨大的壓力才能使能源的儲量增大。盡管在準備相關設施的時候產(chǎn)生很多費用，但是科學家還是認為這種形式的儲存模式比制造電池便宜得多。另外，在使這些壓縮空氣產(chǎn)生動力時，普通大小的風機難以滿足其要求，所以更大更牢固的葉片需要被應用在這種技術(shù)中。
現(xiàn)在，一般的渦輪機使用于40米深的水下，如何才能制造出可以在600米以下的深水處運行的渦輪呢？科學家指出，在法國、葡萄牙等地的大陸架上可以安裝渦輪，這些大陸架進入海洋深處，完全可以在那里形成能源轉(zhuǎn)換。研究人員說，“可再生能源的發(fā)展不僅在實際用途上為人類帶來了新的方向，也促進了科技的發(fā)展。海水中的儲風袋讓風能成為當今更加時尚和引人注目的能源。或許在今后，更多不可思議的技術(shù)將會給可在生能源更多的活力，也會給人們更多驚喜。”
