構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，是我國實現(xiàn)“碳達峰、碳中和”目標(biāo)的主要途徑。波動性和不可預(yù)測性是風(fēng)電、光伏等可再生能源規(guī)模利用的關(guān)鍵難題，而儲能技術(shù)是解決這一難題的有效途徑；因此，在以新能源為主的新型電力系統(tǒng)中，儲能至關(guān)重要。壓縮空氣儲能(compressed air energy storage，CAES)系統(tǒng)具有規(guī)模大、壽命長、成本低等眾多優(yōu)點，具有廣闊發(fā)展前景，已被國內(nèi)外廣泛研究和開發(fā)。

國際上已建成兩座傳統(tǒng)CAES商業(yè)電站(1978年建成的德國290 MW Huntorf 電站，1991 年建成的美國110 MW McIntosh 電站)，但存在依賴化石燃料、效率較低等問題，其推廣應(yīng)用受到了一定限制

。而新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)因其擺脫對化石能源的依賴及效率更高的優(yōu)勢被廣泛地開發(fā)應(yīng)用，加拿大Hydrostor 公司研發(fā)并建成了1.75 MW 絕熱CAES 電站

，并規(guī)劃在美國加利福尼亞州建造400 MW 電站

；英國Highview 公司研發(fā)并已建成2 MWh 液態(tài)空氣儲能電站，正在建設(shè)50 MW 液態(tài)空氣儲能電站

；美國研發(fā)并建成了1.5 MW 等溫CAES 電站

；中國科學(xué)院工程熱物理研究所已研發(fā)并建成國際首套10 MW

和100 MW

先進CAES商業(yè)示范電站。新型CAES技術(shù)正在快速發(fā)展，逐步向產(chǎn)業(yè)化推廣邁進。

由于儲能產(chǎn)業(yè)是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對各種儲能技術(shù)方案的全生命周期分析尚處于起步階段，為探究儲能技術(shù)對產(chǎn)業(yè)布局和生態(tài)環(huán)境的長期影響，急需對儲能系統(tǒng)的全生命周期評價進行深入研究。同時，有利于探索其有益于碳中和的發(fā)展方向，對實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”進程中的政策決策有很強的參考價值。目前，已有部分學(xué)者對一些儲能系統(tǒng)進行了相關(guān)研究。Raugei 等

對100 MW 光伏配套60 MW鋰電池系統(tǒng)進行全生命周期評價，結(jié)果表明配有鋰電池的光伏發(fā)電系統(tǒng)相對傳統(tǒng)火電在能源的清潔性方面優(yōu)勢依然明顯。Sternberg 等

提出了對比不同儲能系統(tǒng)全生命周期表現(xiàn)的新方法，對物理儲能、化學(xué)儲能等多種儲能方式進行全生命周期環(huán)境評價，結(jié)果表明包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能等在內(nèi)的儲電系統(tǒng)的二氧化碳減排成本最低。Stougie等

對包括壓縮空氣儲能系統(tǒng)在內(nèi)的多種儲能系統(tǒng)對比計算了全生命周期環(huán)境影響、經(jīng)濟性及總體?損失，在這三方面表現(xiàn)最好的儲能系統(tǒng)分別為抽水蓄能、濃度梯度流電池、鋰離子電池。AlShafi等

對壓縮空氣儲能、全礬液流電池、熔融鹽儲能系統(tǒng)進行全生命周期評價，得到壓縮空氣儲能的全球氣候變暖潛勢居中。Kapila 等

分析傳統(tǒng)壓縮空氣儲能、先進絕熱壓縮空氣及抽水蓄能系統(tǒng)的全生命周期能量回報率和溫室氣體排放，發(fā)現(xiàn)全生命周期排放主要受運行階段影響。但由于早期缺少實際建造且商業(yè)運行的先進壓縮空氣儲能電站，目前對CAES系統(tǒng)進行全生命周期評價研究多數(shù)基于傳統(tǒng)補燃式CAES 系統(tǒng)

，少量針對先進CAES 系統(tǒng)進行全生命周期評價研究的文獻中，運行參數(shù)常常參考傳統(tǒng)CAES系統(tǒng)，清單分析的數(shù)據(jù)來源主要是基于燃氣輪機

、光熱電站

、化工壓縮機組

等其他同類型設(shè)備的數(shù)據(jù)，并進行簡單的線性處理，準(zhǔn)確性較差。

本工作以實際建造的某10 MW先進CAES電站為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)文獻資料，從材料及部件生產(chǎn)、建造、運行及維護、拆除及廢棄處置四個階段進行全生命周期清單分析，得到先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)的全生命周期能耗及二氧化碳排放量，并對其關(guān)鍵影響因素進行敏感性分析，本工作研究成果將對儲能產(chǎn)業(yè)布局和CAES系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要意義。

1 研究方法

1.1 研究方法

生命周期評價(life cycle assessment，LCA)，是指對一個產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評價。生命周期評價是一種重要的環(huán)境管理工具，可用于評估產(chǎn)品或系統(tǒng)整個生命周期階段的環(huán)境影響

。本工作使用生命周期評價的方法，分析壓縮空氣儲能系統(tǒng)的生命周期能耗及二氧化碳排放量。根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)ISO14040，生命周期評價方法包括目的及范圍確定、清單分析、影響評估和解釋說明4 個階段

。本工作在生命周期評價方法的基礎(chǔ)上，建立研究方法模型，具體研究方法及過程如圖1所示。

1.2 評價指標(biāo)

10 MW 先進CAES 系統(tǒng)每發(fā)電1 kWh 需要消耗能量為5.653 MJ，由此可通過計算得到該系統(tǒng)的全生命周期凈能量效率為63.68%。其中，運行階段輸入的儲能電量5.606 MJ，占總耗能的99.16%；其余部分為系統(tǒng)在生產(chǎn)、建造和廢棄階段的耗能，總計0.047 MJ，占0.83%。除運行階段的耗能外，將系統(tǒng)其他階段的耗能按不同子系統(tǒng)進行劃分，結(jié)果如圖5所示。其中，壓縮子系統(tǒng)和膨脹子系統(tǒng)的耗能是最多的，分別為0.016 MJ 和0.013 MJ，分別占總耗能的0.29%和0.22%；儲熱子系統(tǒng)和儲氣子系統(tǒng)的耗能分別為0.008 MJ 和0.006 MJ，占總耗能的0.14%和0.10%；管路系統(tǒng)及園區(qū)建設(shè)部分的耗能在總能耗中占比較小，總計0.08%。

（1）能源消耗

對于大規(guī)模儲能技術(shù)來說，提高系統(tǒng)壽命對于發(fā)揮其優(yōu)勢意義重大，而系統(tǒng)工作壽命也是影響全生命周期能耗及二氧化碳排放的關(guān)鍵因素。為了定量研究其對能耗和二氧化碳排放的影響，保持其他因素不變，僅改變機組的工作壽命，敏感性分析結(jié)果如圖10所示。系統(tǒng)壽命每增加1年，度電能耗減少0.001 MJ，度電二氧化碳排放減少約0.089 g。由此可見，系統(tǒng)壽命是影響系統(tǒng)二氧化碳排放的關(guān)鍵因素。

任宏等[6]認為，該區(qū)域的礦床形成主要經(jīng)歷了海相熱鹵水噴流-沉積交代階段、變質(zhì)疊加改造階段和近地表淺部氧化淋濾次生富集階段三個階段，銅鈷元素的初始富集主要發(fā)生在同生沉積交代成礦階段。熱水同生沉積巖主要由海底熱水發(fā)生同生沉積作用而形成，有少量陸源碎屑物質(zhì)的混入。巖石發(fā)育紋層狀、厚層塊狀等構(gòu)造，硅質(zhì)巖中金屬硫化物呈浸染狀、層紋狀等產(chǎn)出[24]。

漢日IT新詞的產(chǎn)生，源于各自語言系統(tǒng)對于IT領(lǐng)域各種新生事物進行概念闡述的需求，符合新詞出現(xiàn)的必要性原則(黎昌抱2008:99-100)。新詞的出現(xiàn)，來自某種語言系統(tǒng)自身的需求。如果沒有新詞，語言就會在概念表達上出現(xiàn)空白，進而影響語言的交流和溝通。伴隨著信息技術(shù)的發(fā)明、發(fā)展與普及，各種信息領(lǐng)域的新生事物層出不窮，而原有語言系統(tǒng)中又不存在能夠準(zhǔn)確表達這些新生事物的詞匯。在這樣的背景下，誕生了大量的IT新詞。

其中，EN

代表生命周期

階段

類能源消耗量。本系統(tǒng)中運行階段儲存電能均來自于風(fēng)電，故按照一次能源計算。

（2）凈能量效率

此外，為更全面地探究先進CAES系統(tǒng)生命周期碳排放結(jié)果，對運行過程中來自光伏發(fā)電及火力發(fā)電儲存的電能進行計算，10 MW 先進CAES 系統(tǒng)儲能來源不同時的生命周期度電二氧化碳排放如圖8所示。10 MW先進CAES系統(tǒng)在這兩種情況下的生命周期度電二氧化碳排放分別為125.50 g 和1988.37 g，均比采用風(fēng)電作為儲能來源的情況高。這主要因為風(fēng)電、光伏發(fā)電、火力發(fā)電的碳排依次增加，先進CAES系統(tǒng)的壽命較長，其生命周期碳排放主要來源于運行階段，因此當(dāng)儲存的電能來源發(fā)生變化時，雖然生產(chǎn)、建造及廢棄處置階段的碳排放不變，系統(tǒng)的生命周期碳排放結(jié)果變化依然很大。同時可以看出，建造儲能電站本身所帶來的碳排放并不高。

其中，

指系統(tǒng)發(fā)電功率；

指系統(tǒng)運行階段發(fā)電的總時長。

（3）全球氣候變暖潛勢

在具體教學(xué)中，提高數(shù)學(xué)課堂教學(xué)有效性的辦法既沒有現(xiàn)成的答案，也沒有固定的模式?？偟膩碚f，首先要找準(zhǔn)問題的癥結(jié)所在，這樣才能做到有的放矢，這是實現(xiàn)高效課堂的前提。

先進CAES系統(tǒng)的全生命周期碳排放用全球氣候變暖潛勢表征，先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)的全生命周期全球氣候變暖潛勢指的是變暖物質(zhì)增加地球熱量的潛力，用每kg 等效CO

排放量來表示。計算公式如下所示

壓縮空氣儲能系統(tǒng)所涉及設(shè)備較多，各設(shè)備生產(chǎn)差異大，設(shè)備加工的主要工藝包括鑄造、鍛造、熱處理、焊接、機加工等。本研究各設(shè)備加工能耗參考GB 50910—2013《機械工業(yè)工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范》

、JBJ14—1986《機械工業(yè)節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定》和JBJ20—1990《通用機械節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定》

中各行業(yè)及生產(chǎn)工藝能耗指標(biāo)及文獻

。

2 研究對象及清單分析

2.1 研究目標(biāo)及范圍

2.1.1 研究對象

該項評價中，隨著特征量化數(shù)值增加，評價結(jié)果平均值也逐漸提高。其中，輪廓線平均轉(zhuǎn)折點數(shù)為3.15的天際線獲得最高評價?？梢?，輪廓線越曲折復(fù)雜，所引發(fā)的美學(xué)感受越強烈。

本工作以10 MW先進CAES系統(tǒng)為研究對象，開展全生命周期的能耗和二氧化碳排放的研究。整個系統(tǒng)以實際建設(shè)的某10 MW 先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)為基礎(chǔ)，圖2 為系統(tǒng)示意圖，其工作原理為：儲能時，通過電動機帶動六級壓縮機將空氣進行壓縮，高壓空氣儲存在儲氣室中，同時利用雙罐式亞臨界水儲熱技術(shù)，回收壓縮機的間冷熱并儲存在熱罐中；釋能時，高壓空氣從儲氣室釋放并到四級透平膨脹機中膨脹做功，同時利用儲存的壓縮熱加熱各級膨脹機進口空氣，膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電，將壓力能和熱能轉(zhuǎn)換為電能。先進CAES系統(tǒng)主要包括壓縮子系統(tǒng)、儲氣子系統(tǒng)、蓄熱子系統(tǒng)和膨脹子系統(tǒng)。壓縮子系統(tǒng)是利用電力將空氣壓縮至高壓，實現(xiàn)電能到空氣內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，其主要部件包括電動機、六級壓縮機、滑油站、壓縮機間冷器和末級冷卻器等；儲氣子系統(tǒng)是將高壓空氣進行儲存，實現(xiàn)電能的儲存，本研究儲氣室采用廢棄鹽穴；儲熱子系統(tǒng)實現(xiàn)間冷熱的存儲，其主要設(shè)備包括冷罐、熱罐、冷卻水塔、熱水泵和冷水泵等；膨脹子系統(tǒng)利用高壓空氣膨脹做功發(fā)電，實現(xiàn)空氣內(nèi)能到電能的轉(zhuǎn)化，其主要部件包括四級透平膨脹機、滑油站(與壓縮機滑油站公用)、膨脹機再熱器和發(fā)電機等。

系統(tǒng)各部件基本參數(shù)的設(shè)定參考實際系統(tǒng)，具體參數(shù)如表1所示，通過熱力學(xué)計算得到系統(tǒng)效率為64.2%。

2.1.2 系統(tǒng)邊界的確定

4.正是由于該電磁閥在發(fā)動運轉(zhuǎn)時始終處于通電狀態(tài)，電磁閥內(nèi)部的線圈會始終處于高溫狀態(tài)，所以電磁閥出現(xiàn)故障的概率很高。而且很有可能雖然電阻測量正常，但是通電發(fā)熱后內(nèi)部出現(xiàn)開路或短路的故障，從而存儲故障碼。

本研究以10 MW AA-CAES系統(tǒng)為對象，系統(tǒng)的范圍限制于從電能的輸入端到電能的輸出端，設(shè)定系統(tǒng)工作年限為35 年，定量計算其生命周期過程能耗、能效及碳排放。研究范圍包括系統(tǒng)的生產(chǎn)階段(包括原材料的獲取、部件生產(chǎn)及組裝)，建造階段(包括部件及其他原料產(chǎn)地到系統(tǒng)建造地的運輸、園區(qū)及廠房的建造及整個系統(tǒng)的組裝)，運行階段和廢棄處置階段四個主要階段，生命周期系統(tǒng)邊界如圖3所示。

2.2 清單分析

2.2.1 生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段主要涵蓋范圍為10 MW 先進CAES系統(tǒng)所需壓縮子系統(tǒng)、膨脹子系統(tǒng)、儲熱子系統(tǒng)及管路中各種部件、閥門、管道等的原材料獲取、運輸、生產(chǎn)和加工等過程。儲氣部分采用的是鹽穴儲氣，因此這一部分放在建造階段討論?；趯δ?0 MW 先進CAES 示范電站、相關(guān)文獻和數(shù)據(jù)庫的調(diào)研分析，本研究獲取了10 MW 先進CAES 系統(tǒng)的主要組成部分的耗材及耗能，具體如表2所示。

其中，GWP

代表第

種排放物的全球變暖潛勢因子；

m

代表第

種排放物的質(zhì)量。

利用本研究的全生命周期分析方法和模型，通過對本工作中的10 MW 先進CAES 系統(tǒng)的全生命周期過程分析計算可得，10 MW 先進CAES 系統(tǒng)全生命周期能源消耗為4654.4 TJ，系統(tǒng)分階段能源消耗如圖4 所示。其中，運行階段消耗能量4615.4 TJ，占比最大，達99.16%；生產(chǎn)階段為43.4 TJ，占比0.93%；建造階段為12.1 TJ，占比0.26%；廢棄處置階段為-16.5 TJ，占-0.36%。從計算結(jié)果可以看出，系統(tǒng)運行階段占據(jù)絕大多數(shù)能量消耗，廢棄階段回收能源為生產(chǎn)與建設(shè)階段能源消耗的1/3。

建造階段主要涵蓋原材料及部件的運輸、園區(qū)和廠房的建設(shè)、儲氣鹽穴的建造及系統(tǒng)安裝建設(shè)。園區(qū)建筑包括主廠房、輔房和水泵房等，園區(qū)建筑清單包括各建筑物的建筑面積、樓層、占地面積、建筑類型及建筑物建造過程所使用的建筑材料。本系統(tǒng)采用廢棄鹽穴作為儲氣裝置，儲氣鹽穴的建造清單包括采注井筒的建造耗能及耗材，參考10 MW先進CAES 示范電站建設(shè)中廢舊鹽穴的改造過程，采注井筒采用G55 鋼。10 MW 系統(tǒng)建造階段所需材料和耗能參數(shù)如表3所示。

2.2.3 運行維護階段

本系統(tǒng)設(shè)計運行壽命35年，系統(tǒng)效率64.2%，具體運行參數(shù)如表4所示。假定運行階段消耗的所有電能均來自風(fēng)力發(fā)電，根據(jù)Ecoinvent 數(shù)據(jù)庫，風(fēng)電的度電二氧化碳排放量為21.1 g。運行階段涵蓋范圍包括儲能系統(tǒng)啟動過程、系統(tǒng)運行過程、系統(tǒng)在長期運行過程中所需要的替換件及檢修等部分。由于系統(tǒng)所用的水及潤滑油均為閉路循環(huán)，其損耗忽略不計。

2.2.4 廢棄處置階段

廢棄處置階段主要涵蓋儲能系統(tǒng)報廢后的拆除過程及拆除后設(shè)備和材料的處置，如原材料的再利用、焚燒、填埋等。參照火力發(fā)電廠及普通建筑，拆除階段能耗取建造階段的30%，不同材料的回收比例及回收耗能如表5所示，其余材料均以填埋方式處理。

3 研究結(jié)果

3.1 先進CAES系統(tǒng)全生命周期的能耗

2.2.2 建造階段

區(qū)別于格式化的“通過司法實現(xiàn)的正義” [1]，鄉(xiāng)土正義所主張的是鄉(xiāng)土社會中以社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)、生存結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的本土利益，這種利益具有在地化、模糊化、非標(biāo)準(zhǔn)化的特征[2]。在“鄉(xiāng)土中國”的理想型中，鄉(xiāng)土正義被表達為“差序格局”，人與人之間并不存在絕對的利益張力，社會秩序單元按照倫理、人情、臉面、勢力結(jié)構(gòu)來運作[3]。村莊社會的秩序機制是“熟人社會”，人們按照以“人情”規(guī)范為核心的“鄉(xiāng)土邏輯”生產(chǎn)、生活并解決糾紛[4]。

不同系統(tǒng)的環(huán)境影響與其系統(tǒng)規(guī)模及產(chǎn)生的收益有直接影響，為使不同研究對象的環(huán)境影響具有可比性，需要對壓縮空氣儲能系統(tǒng)的環(huán)境影響定義一個合理的功能單位。儲能系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)中的部件，其產(chǎn)生的效益主要與其發(fā)電量有關(guān)，因此本工作采用1 kWh發(fā)電量作為功能單位。生命周期評價方法參考ReCiPe2016 中間點法

。其中所包含主要評價指標(biāo)如下所示。

3.2 先進CAES系統(tǒng)全生命周期二氧化碳排放

計算分析可得，該10 MW 先進CAES 系統(tǒng)全生命周期的二氧化碳排放總量為30.24 kt，各階段碳排放如圖6所示。運行階段的二氧化碳排放總量最多，為27.36 kt，占比達90.49%；生產(chǎn)階段全生命周期二氧化碳排放量為3.16 kt，占比10.44%；建造階段為0.96 kt，占比3.19%；廢棄處置階段二氧化碳排放為-1.25 kt，占比-4.12%。

該10 MW 先 進CAES 系統(tǒng)發(fā)電1 kWh 的度電二氧化碳排放量為36.73 g。圖7 為系統(tǒng)各階段的度電二氧化碳排放，運行階段二氧化碳排放量為33.23 g/kWh，占比達90.49%；但相比運行階段能耗，二氧化碳排放占比減少了8.67%，這是因為運行階段能量來源為風(fēng)電，而生產(chǎn)、建造、廢棄處置階段主要消耗的是化石能源。生產(chǎn)、建造和廢棄階段二氧化碳排放總量為3.50 g，占比9.51%，其中壓縮子系統(tǒng)、膨脹子系統(tǒng)和儲熱子系統(tǒng)的二氧化碳排放量占比分別為2.58%、1.99%和2.52%。

凈能量效率是指在生命周期過程中產(chǎn)出的能量與消耗能量的比值，由下式進行計算

4 敏感性分析

敏感性分析是評估研究中解決不確定性問題的一種系統(tǒng)分析方法。為評估壓縮空氣儲能系統(tǒng)性能對全生命周期能耗及二氧化碳排放的影響，本研究選擇系統(tǒng)運行效率、系統(tǒng)壽命、發(fā)電時間這3個因素進行敏感性分析。

4.1 系統(tǒng)運行效率

隨著先進CAES系統(tǒng)運行效率的提高，系統(tǒng)的度電能耗及運行過程中的度電損耗勢必減少，且運行效率主要影響的是儲能系統(tǒng)的運行階段，而由前文分析可知運行階段貢獻了主要的能耗和二氧化碳碳排放。圖9為系統(tǒng)效率對先進CAES系統(tǒng)全生命周期能耗及二氧化碳排放的影響，當(dāng)其他因素不變時，系統(tǒng)效率每提高1%，全生命周期度電能耗降低0.0919 MJ，全生命周期度電二氧化碳排放減少0.57 g?？梢?，系統(tǒng)運行效率是影響系統(tǒng)能耗和二氧化碳排放的關(guān)鍵因素。

4.2 系統(tǒng)壽命

能源消耗指整個生命周期過程中的能源消耗總量，由下式進行計算

4.3 發(fā)電時間

發(fā)電時間主要影響系統(tǒng)的生命周期總耗電量和發(fā)電量，從而對能耗和二氧化碳排放產(chǎn)生影響。圖11為系統(tǒng)的日運行發(fā)電時間對全生命周期性能的影響，當(dāng)其他因素不變情況下，系統(tǒng)日運行發(fā)電時間每增加1 h，其度電能耗增加0.012 MJ，度電二氧化碳排放增加0.85 g，可見，發(fā)電時間對系統(tǒng)生命周期能耗的影響很小，而對生命周期二氧化碳排放影響較大。

通過上述敏感性分析可知，系統(tǒng)運行效率、系統(tǒng)壽命和發(fā)電時間都是影響先進CAES系統(tǒng)二氧化碳排放的關(guān)鍵因素，而系統(tǒng)能耗主要受系統(tǒng)運行效率影響。因此，在系統(tǒng)設(shè)計和建造過程中，在考慮經(jīng)濟性和實際應(yīng)用的前提下，合理地提高系統(tǒng)效率、提高工作壽命和加長系統(tǒng)發(fā)電時間，對降低先進CAES系統(tǒng)的全生命二氧化碳排放具有重要意義。

5 結(jié) 論

本工作基于實際先進壓縮空氣儲能電站相關(guān)數(shù)據(jù)，開展了全生命周期清單分析，并進行了全生命周期評價及敏感性分析，得到如下主要結(jié)論：

化學(xué)法——金屬與水反應(yīng)。這種方法最常用的金屬是鎂。鎂屬于第二主族元素，與鈉同周期，故金屬性比鈉弱，與水反應(yīng)生成物與納與水反應(yīng)相似，條件比鈉要求高。鎂與熱水(冷水)反應(yīng)強烈(緩慢)生成氫氧化鎂沉淀物并置換出氫氣，化學(xué)方程式為，Mg+2H2O=Mg(OH)2+H2↑。

針對臨床中患有食管癌的老年患者治療方式選擇來講,給予患者管狀胃治療的效果較好,患者不良反應(yīng)發(fā)生幾率較低,且生活質(zhì)量會得到顯著提高,該方案可作為此類患者的首選治療方案進行推廣。

（1）10 MW先進CAES系統(tǒng)的全生命周期總能耗為4654.4 TJ，全生命周期度電能耗為5.653 MJ，全生命周期凈能量效率為63.68%。先進CAES系統(tǒng)的工作壽命長，在全生命周期范圍內(nèi)，運行階段能耗占總能耗的99.16%，而生產(chǎn)階段能耗占比極小，因此提高CAES系統(tǒng)運行效率是降低能耗的最有效途徑。

“哇，還是食堂的飯菜好吃啊，不僅美味還實惠！”在武漢工程大學(xué)學(xué)生二食堂里，時常會聽到學(xué)生們發(fā)出這樣由衷的感嘆。該校餐飲處相關(guān)負責(zé)人表示，學(xué)生二食堂等餐飲中心具有極強的“吸引力”，除了深受在校師生們的喜愛，還深得周邊居民、光谷商圈等消費者們的青睞，常常有人慕名來到這里享受低價格高品質(zhì)的服務(wù)。

2）充電子過程充電成功的概率隨掃描次數(shù)的增加逐步提高乃至穩(wěn)定于臨界值，該臨界值由后續(xù)的連接環(huán)節(jié)、讀寫數(shù)據(jù)環(huán)節(jié)及最終判斷環(huán)節(jié)共同確定。在Q值較小甚至為1時，提高其值能夠大幅提升充電子環(huán)節(jié)的成功概率。但若Q值已較大，提高其值對提高子環(huán)節(jié)充電成功概率的效果不明顯；

（2）10 MW 先進CAES 系統(tǒng)的全生命周期總二氧化碳排放量為30.24 kt，系統(tǒng)全生命周期的度電二氧化碳排放量為36.73 g。運行階段排放二氧化碳占總量的90.49%，生產(chǎn)階段排放二氧化碳占總量的10.44%，廢棄階段負排放二氧化碳占總量的4.12%，因此運行階段采用清潔能源可有效降低二氧化碳排放。

該次研究提示糖尿病自我管理手冊的應(yīng)用對老年2型糖尿病患者血糖達標(biāo)，減少并發(fā)癥方面有積極意義，值得臨床推廣使用。

（3）敏感性分析結(jié)果表明，系統(tǒng)運行效率是先進CAES系統(tǒng)全生命周期能耗的主要影響因素，系統(tǒng)效率每提高1%，全生命周期度電能耗降低0.092 MJ；系統(tǒng)效率、系統(tǒng)壽命和儲氣時間對先進CAES的二氧化碳排放均有明顯的影響。

[1] CHEN H S, CONG T N, YANG W, et al. Progress in electrical energy storage system: A critical review[J]. Progress in Natural Science,2009,19(3):291-312.

[2] GUO C B,PAN L H,ZHANG K N,et al.Comparison of compressed air energy storage process in aquifers and Caverns based on the Huntorf CAES plant[J].Applied Energy,2016,181:342-356.

[3] HYDROSTOR. Hydrostor and NRStor announce completion of world's first commercial advanced-CAES facility[EB/OL]. [2022-02-21].https://www.hydrostor.ca/news-press-1/.

[4] HYDROSTOR. Hydrostor files application for certification for 400 MW x 8 hour(3,200 MWh)pecho energy storage center[EB/OL].[2022-02-21].https://www.hydrostor.ca/hydrostor-files-application-forcertification-for-400-mw-x-8-hour-3200-mwh-pecho-energy-storagecenter/.

[5] HIGHVIEW. Highview enlasa developing 50 MW/500 MWh liquid air energy storage facility in the atacama region of chile[EB/OL].[2022-02-21].https://highviewpower.com/news_announcement/highview-enlasa-developing-50 mw-500 mwh-liquid-air-energystorage-facility-in-the-atacama-region-of-chile/.

[6] BOLLINGER B. Demonstration of isothermal compressed air energy storage to support renewable energy production[R].Office of Scientific and Technical Information(OSTI),2015.

[7] 中國科學(xué)院工程熱物理研究所.山東肥城國際首套鹽穴先進壓縮空氣儲能國家示范電站正式并網(wǎng)發(fā)電[EB/OL]. [2022-02-21]. http://www.iet.cas.cn/news/zh/202109/t2021 0923_6214054.html.Institute of Engineering Thermophysics of Chinese Academy of Sciences.National demonstration salt cavern advanced compressed air storage power plant is officially connected to the grid at Shandong Feicheng. [EB/OL]. [2022-02-21]. http://www.iet.cas.cn/news/zh/202109/t2021 0923_6214054.html.

[8] 中國科學(xué)院工程熱物理研究所.國際首套百兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范項目順利并網(wǎng)[EB/OL]. [2022-02-21]. https://www.cas.cn/syky/202201/t20220102_4820551.shtml.Institute of Engineering Thermophysics of Chinese Academy of Sciences. The first hundred-megawatt advanced compressed air energy storage national demonstration project was successfully connected to the grid [EB/OL]. [2022-02-21]. https://www.cas.cn/syky/202201/t202 20102_4820551.s html.

[9] RAUGEI M,LECCISI E,FTHENAKIS V M.What are the energy and environmental impacts of adding battery storage to photovoltaics?A generalized life cycle assessment[J]. Energy Technology, 2020,8(11):doi:10.1002/ente.201901146.[LinkOut]

[10]STERNBERG A, BARDOW A. Power-to-What? —Environmental assessment of energy storage systems[J]. Energy & Environmental Science,2015,8(2):389-400.

[11]STOUGIE L, DEL SANTO G, INNOCENTI G, et al. Multidimensional life cycle assessment of decentralised energy storage systems[J].Energy,2019,182:535-543.

[12]ALSHAFI M, BICER Y. Life cycle assessment of compressed air,vanadium redox flow battery, and molten salt systems for renewable energy storage[J].Energy Reports,2021,7:7090-7105.

[13]KAPILA S, ONI A O, GEMECHU E D, et al. Development of net energy ratios and life cycle greenhouse gas emissions of large-scale mechanical energy storage systems[J].Energy,2019,170:592-603.

[14]DENHOLM P,KULCINSKI G L.Life cycle energy requirements and greenhouse gas emissions from large scale energy storage systems[J]. Energy Conversion and Management, 2004, 45(13/14):2153-2172.

[15]BOUMAN E A, OBERG M M, HERTWICH E G. Environmental impacts of balancing offshore wind power with compressed air energy storage(CAES)[J].Energy,2016,95:91-98.

[16]LI R X, ZHANG H R, CHEN H, et al. Hybrid techno-economic and environmental assessment of adiabatic compressed air energy storage system in China-Situation[J]. Applied Thermal Engineering,2021,186:doi:10.1016/j.applthermaleng.2020.116443.

[17]楊東,劉晶茹,楊建新,等.基于生命周期評價的風(fēng)力發(fā)電機碳足跡分析[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報,2015,35(3):927-934.YANG D, LIU J R, YANG J X, et al. Carbon footprint of wind turbine by life cycle assessment[J].Acta Scientiae Circumstantiae,2015,35(3):927-934.

[18]ARVANITOYANNIS I S. ISO 14040: life cycle assessment (LCA)—principles and guidelines[M]//Waste Management for the Food Industries.Amsterdam:Elsevier,2008:97-132.

[19]Huibregts M,Steinmann Z,Elshout P,et al.A Harmonized Life Cycle Impact Assessment Method at Midpoint and Endpoint Level[J].National Institute for Public Health and the Environment,2016:doi:10.1007/s11367-016-1246-y.

[20]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部. 機械工業(yè)工程節(jié)能設(shè)計規(guī)范:GB 50910—2013[S].北京:中國計劃出版社,2014.Ministry of Housing and Urban-Rural Development of the People's Republic of China. Code for design of energy conservation of mechanical industrial engineering: GB 50910—2013[S]. Beijing:China Planning Press,2014.

[21]機械電子工業(yè)部第二設(shè)計研究院. 通用機械節(jié)能設(shè)計技術(shù)規(guī)定:JBJ 20—1990[S].北京:機械工業(yè)出版社,1991.Second Design and Research Institute of Ministry of Mechatronics Industry. Technical provisions for energy-saving design of general machinery:JBJ 20-1990[S].Beijing:China Machine Press,1991.

[22]王亮.基于多種清單分析方法的壓縮機轉(zhuǎn)子生命周期評價[D].大連:大連理工大學(xué),2017.WANG L. Life cycle assessment of compressor rotors based on multiple inventory analysis methods[D]. Dalian: Dalian University of Technology,2017.

[23]SHI J L, LI T, ZHANG H C, et al. Energy consummation and environmental emissions assessment of a refrigeration compressor based on life cycle assessment methodology[J]. The International Journal of Life Cycle Assessment,2015,20(7):947-956.