Compressed Air Energy Storage (CAES) — Пневматический аккумулятор
Пещера, компрессор и газовая турбина — так устроен пневматический аккумулятор энергии. В США первое такое устройство было построено в 1991 году в Mclntosh, Алабама. Его назначение — сглаживание пиковых нагрузок на электростанции.
Воздух компрессорами загоняется в подземное хранилище (естественную соляную пещеру) объемом 538 тыс.куб.м до давления 77 атм. Когда потребление электроэнергии в сети неожиданно возрастает, воздух выходит и отдает мощность в систему.
Время опорожнения резервуара до нижнего рабочего давления 46 атм — 26 часов, в течение которых станция выдает 110 МВт мощности.
Сжатый воздух крутит турбину не сам по себе, а поступает в газовую турбину. Поскольку обычно 2/3 мощности газовой турбины расходуется на привод компрессора, который нагнетает в нее воздух, то получается солидная экономия. Перед поступлением в турбину воздух подогревается в теплоутилизаторе (рекуператоре) продуктами сгорания, что также добавляет эффективности.
Отмечают снижение расхода газа на 60…70% по сравнению с традиционной газовой турбиной, быстрый запуск из холодного состояния (несколько минут) и хорошую работу на малых нагрузках.
Проект в Алабаме не уникален. Еще в 1978-м немцы в Huntorf запустили хранилище на 290 МВт (2 часа работы) в двух соляных пещерах, расположенных на глубине 600…800 м с диапазоном давлений 50…70 атм. Первоначально хранилище служило горячим резервом для промышленности северо-запада Германии, а сейчас используется для сглаживания пиков выработки ветряных электростанций.
Пишут, что в Донбассе во времена СССР планировали обустройство в такой же пещере пневматического аккумулятора на 1050 МВт; увы, судьба его неизвестна.
В 2012-м в Техасе рядом с 2-мегаваттным ветропарком было открыто пневматическое хранилище на 500 МВт-часов, но конкретики по нему маловато.
Приводят общий КПД таких станций 41…53% и указывают, что стоимость строительства составляет 360…650 $/кВт и более в зависимости от того, используется природная пещера или надо рыть новую.
Впрочем, можно обойтись и без пещер, а хранить энергию в мешках на дне моря.
