隨著智能手機(jī)等移動(dòng)數(shù)碼產(chǎn)品功能的不斷發(fā)展，人們對(duì)其充電需求持續(xù)增加。充電寶也逐漸成為大家外出常備。蘇教版科學(xué)三年級(jí)上冊(cè)第一單元《認(rèn)識(shí)空氣》，為我們介紹了無(wú)處不在的空氣，神奇有趣。本期，空氣搖身一變，竟成了“超級(jí)充電寶”！我們快跟隨南京市赤壁路小學(xué)的宋薔老師一探究竟吧！

壓縮空氣

空氣是地球大氣層中的混合氣體，由于氣體分子之間存在比較大的間隔，所以空氣可以被壓縮。對(duì)密閉容器中的空氣施加壓力時(shí)，空氣的體積就會(huì)被壓縮，內(nèi)部壓強(qiáng)就會(huì)增大。當(dāng)外力撤銷時(shí)，在內(nèi)部壓強(qiáng)的作用下，空氣又會(huì)恢復(fù)原來的體積。如果容器中有可以活動(dòng)的物體，當(dāng)空氣恢復(fù)原來的體積時(shí)，該物體將被容器內(nèi)空氣的壓力向外推彈出來。

其實(shí)，生活中，我們經(jīng)常接觸到壓縮空氣。比如，吹鼓氣球，再放開它，看著它飛馳穿過房間。再比如，向籃球、排球、足球以及車胎里充進(jìn)壓縮空氣，充進(jìn)的氣體越多，球就越硬，車胎也越鼓。

能量氣體

人們將空氣進(jìn)行壓縮，使空氣被迫進(jìn)入一個(gè)小空間，這時(shí)它的分子會(huì)移動(dòng)得更快并產(chǎn)生能量，這種能量可以根據(jù)需要釋放和使用。所以，壓縮空氣也被稱為“能量氣體”。它是僅次于電力的第二大動(dòng)力能源，能為生產(chǎn)提供動(dòng)力。事實(shí)上，幾乎每一道生產(chǎn)工藝都會(huì)用到壓縮空氣。它的應(yīng)用范圍遍及石油、化工、冶金、電力、機(jī)械、輕工、食品、醫(yī)藥、國(guó)防等行業(yè)和部門。

礦工使用電鉆一樣的機(jī)器采煤時(shí)，電鉆的桿可不是在旋轉(zhuǎn)，而在啪啪響著，煤塊就大塊大塊地飛落下來，用的就是壓縮空氣開動(dòng)的風(fēng)鎬。

與其他能源比，壓縮空氣具有明顯的優(yōu)勢(shì)：輸送方便，沒有特殊的有害性能，沒有起火危險(xiǎn)，不怕超負(fù)荷，能在許多不利環(huán)境下工作，而且取之不盡。

壓縮空氣儲(chǔ)能

儲(chǔ)能是指利用化學(xué)或物理的方法，將產(chǎn)生的能量（主要是電能）存儲(chǔ)起來，并在需要時(shí)釋放。大規(guī)模儲(chǔ)能，還是要看物理儲(chǔ)能，比如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等。

盡管抽水蓄能目前技術(shù)成熟、效率高，但抽水蓄能電站對(duì)地理?xiàng)l件要求較高，既要有一定的地勢(shì)落差，又需要充足的水源，且占地面積大，能滿足建抽水蓄能電站的地方不多。而壓縮空氣儲(chǔ)能對(duì)地理?xiàng)l件要求相對(duì)較低，地區(qū)適應(yīng)性更強(qiáng)，具有規(guī)模大、效率高、環(huán)境友好、原料取材方便等優(yōu)點(diǎn)。

壓縮空氣儲(chǔ)能就像“充電寶”，工作過程分為兩個(gè)環(huán)節(jié)：儲(chǔ)能過程和釋能過程。儲(chǔ)能過程就相當(dāng)于我們給自行車輪胎打氣。當(dāng)用電需求少的時(shí)候，利用低谷電等過剩電力對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，將高壓空氣密封在地下儲(chǔ)氣室中。釋能過程就相當(dāng)于打開輪胎氣閥，讓空氣跑出來。在用電高峰釋放壓縮空氣，通過推動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

鹽穴：天然的儲(chǔ)能罐

壓縮空氣儲(chǔ)能的電站把空氣存在哪里呢？放在儲(chǔ)氣罐中嗎？這當(dāng)然也是一種選擇，但是這么多空氣，如果需要人為制造巨大的容器，成本極高。那該怎么辦呢？科研人員選擇了鹽穴。

鹽穴就是鹽礦開采后留下的礦洞。鹽礦的開采用的是水溶開采方式，在地底下則會(huì)留下礦洞，容積可達(dá)數(shù)十萬(wàn)立方米，具有容積大、密閉性好、穩(wěn)定性高的天然優(yōu)勢(shì)。世界上第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電站誕生在1978年的德國(guó)，它的壓縮空氣儲(chǔ)藏室就在地下600米的鹽穴里，從建成到現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行了40多年，仍非常穩(wěn)定，可靠性也很強(qiáng)。

我國(guó)的“超級(jí)空氣充電寶”

我國(guó)鹽穴資源豐富，且多數(shù)處于閑置狀態(tài)，適宜儲(chǔ)存石油、天然氣等重要戰(zhàn)略物資。經(jīng)過多年的鉆研和創(chuàng)新，我國(guó)的科研人員自主研發(fā)出“先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)”。從2016年至今，一座座自主研發(fā)的新型壓縮空氣儲(chǔ)能電站陸續(xù)建成：貴州畢節(jié)10兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，日發(fā)電量最多達(dá)4萬(wàn)千瓦時(shí)，相當(dāng)于3000戶普通家庭一天的用電量。江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能供電系統(tǒng)，利用廢棄千年鹽穴儲(chǔ)存壓縮空氣，年發(fā)電量達(dá)1億千瓦時(shí)，全年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤3萬(wàn)噸，減少二氧化碳排放6.08萬(wàn)噸。

在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域，中國(guó)人一直在努力奔跑，逐步實(shí)現(xiàn)從追趕到領(lǐng)先的跨越。儲(chǔ)能技術(shù)是新能源發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，期待著未來有更多新型儲(chǔ)能技術(shù)能夠齊頭并進(jìn)、開花結(jié)果，改寫能源格局，推動(dòng)能源革命！