蓄能
是指从某些一次能源获得能量并加以储存的一般方法和专门技术。以这种形式储存的能源,常常可供以后另一个地方在遇到特殊的能量需要时方便地使用。
过去,大规模的蓄能一直限于燃料的储存。例如大量的天然气在夏天加压储存于地下,而在较冷的季节用以满足加热燃料需要的增长。从战略石油储备站到汽车油箱,石油及其产品储备在能源的许多点。因为汽油是高度浓缩和便于携带的能量形式,所以这种储存方法使汽车能离开供应系统很长距离和很长时间。电能储存于蓄电池中,用以供应汽车起动器和各种便携式电器设备的电力。
今后,预期许多形式的蓄能将在改变能量消费的方式中起日益重要的作用,这种改变意味着从目前已经很少的能源转向更丰富和可再生的一次能源。例如汽车很可能由煤的合成燃料形式来储存运输能量,或由煤或核电站向蓄电池充电的储存形式来储存运输能量。太阳能在白天把水加热而将能量储存起来供以后使用。另一个更重要的例子是,在晚上将燃烧或核电站的电能储存起来,以满足白天高峰负荷的需要。这是通过将低处的水抽至高处的水库,然后在白天进行相反的过程,这时水泵用作涡轮,电动机用作发电机。
比较广泛地应用和利用各种蓄能新方法,将使每天石油消耗大大减少。替代石油的最大实际潜力很可能是在建筑物供热和供冷系统方面。因为可利用太阳能及低峰电力将现场产生的热能及冷能重新储存起来。从原则上来说,替代石油的最大潜力是在交通运输部门,因为石油消耗很大比例是在交通运输部门。但由于代替物蓄电池的能量储量能力有限而且费用高,使普通汽车采取广泛的燃料代用是非常困难的。
在电力系统中蓄能对减少发电用的石油和天然气有着十分大的潜力,尤其是抽水蓄能采用更广泛的技术补充,例如地下抽水,压缩空气的存储,蓄电池等,这些技术也使电力部门提供在常规的发电厂中等不到特殊的运用优越性。抽水蓄能方法是电力系统中唯一使用的大量蓄能方法,这种设施的建设正日益受到地理、地质和环境要求限制,如果发电设备和泄放水库能建在很深的地下会使这些限制大大地减少。这种地下抽水发电所需的水库表面尺寸只是通常系统的几分之一。而通过将空气泵入一个适当的大山洞也能将低峰电能转变为机械能存蓄。此方法叫压缩空气的储存,与抽水蓄能相比,压缩空气有许多优点: 可广泛选择合适的地质结构,需要较小的容积。这种蓄能方式在用于驱动发电机或汽轮机之前,必须用天然气燃烧加热,用以膨胀空气,从而能得到更高的利用效率。
由于节能改变了对紧缺的次能的需求,也更丰富了一次能源需求,因此它变得越来越重要。将来,成功的蓄能设备会逐渐成为节能设计系统中不可缺少的组成部分。