ПЕРСПЕКТИВЫ И КОНСТРУКТИВНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ СЖАТОГО ВОЗДУХА (CAES)

Технология CAES сочетает механическую и термодинамическую формы хранения энергии. Она может быть масштабирована от локальных модульных установок до промышленных решений. Главные преимущества: большой объём хранения энергии, длительное время работы без подзарядки, возможность интеграции с солнечными и ветровыми электростанциями, потенциально низкая стоимость при массовом внедрении. В условиях роста доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и необходимости обеспечения устойчивости энергосистем, технологии хранения энергии приобретают стратегическое значение. Настоящая статья посвящена комплексному анализу технологии накопителей энергии сжатого воздуха (CAES), включая её сравнительную оценку с другими системами хранения, конструктивные особенности, преимущества и вызовы внедрения. Особое внимание уделено потенциалу применения CAES в Республике Казахстан с учётом климатических, геологических и экономических условий. Рассматриваются инновационные подходы, включая термомеханическую CAES, как перспективное направление для Казахстана. В работе также приведены результаты исследовательского анализа, выявлены ключевые барьеры и предложены меры по их преодолению. Статья основана на данных отечественных и зарубежных источников, моделях и экспертных оценках, и может служить основой для формирования национальной стратегии развития технологий накопления энергии.

1. Hutchison A. Compressed Air Energy Storage (CAES) / A. Hutchison // Overview and Applications. Energy Engineering. – 2012. – № 109(3). – Р. 57-68. https://doi.org/10.1080/01998595.2012.1001052.

2. Bishop B. The Potential for Compressed Air Energy Storage in the United States / B. Bishop, R. Blennerhassett // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2013. – № 19. – Р. 39-48. https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.11.046.

3. A Review of the Development of Compressed Air Energy Storage Technology in the Last Decade / Y. Zhao et al // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2016. – № 58. – Р. 1167-1178. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.12.327.

4. Rwe J. Adiabatic Compressed Air Energy Storage / J. Rwe // The New Frontier for Green Energy Storage. Renewable Energy. – 2017. – № 46. – Р. 323-332. https://doi.org/10.1016/j.renene.2017.01.012.

5. A Comprehensive Review of Compressed Air Energy Storage (CAES) and Its Applications / L. Liu et al // Journal of Energy Storage. – 2018. – № 21. – Р. 67-80. https://doi.org/10.1016/j.est.2018.01.006.

6. Compressed Air Energy Storage for Large-Scale Energy Systems / Е. Lysen et al // Journal of Power Sources. – 2005. – № 145(1). – Р. 162-171. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2004.11.014.

7. Hughes J. Technological and Economic Feasibility of Compressed Air Energy Storage Systems: A Review / J. Hughes, S. Asgarian // Energy Conversion and Management. – 2019. – № 185. – Р. 537-549. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2019.02.056.

8. Capasso L. Assessing the Impact of Compressed Air Energy Storage in Power Systems with High Penetration of Renewable Energy / L. Capasso, P. Mancarella // Energy. – 2015. – № 81. – Р. 384-393. https://doi.org/10.1016/j.energy.2014.12.040.

9. Bai X. Optimal Design and Operation of A CAES System in Hybrid Energy Systems: A Review of Recent Advances / X. Bai, T. Qiu // Applied Energy. – 2020. – № 261. – Р. 114402. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2019.114402.

10. Yang C. A Study on the Application of Adiabatic Compressed Air Energy Storage Systems in Renewable Energy Grid Integration / C. Yang, S. Xu // Renewable Energy. – 2021. – № 166. – Р. 1316-1327. https://doi.org/10.1016/j.renene.2020.12.026.