空气变身“超级充电宝”

随着智能手机等移动数码产品功能的不断发展，人们对其充电需求持续增加。充电宝也逐渐成为大家外出常备。苏教版科学三年级上册第一单元《认识空气》，为我们介绍了无处不在的空气，神奇有趣。本期，空气摇身一变，竟成了“超级充电宝”！我们快跟随南京市赤壁路小学的宋蔷老师一探究竟吧！

压缩空气

空气是地球大气层中的混合气体，由于气体分子之间存在比较大的间隔，所以空气可以被压缩。对密闭容器中的空气施加压力时，空气的体积就会被压缩，内部压强就会增大。当外力撤销时，在内部压强的作用下，空气又会恢复原来的体积。如果容器中有可以活动的物体，当空气恢复原来的体积时，该物体将被容器内空气的压力向外推弹出来。

其实，生活中，我们经常接触到压缩空气。比如，吹鼓气球，再放开它，看着它飞驰穿过房间。再比如，向篮球、排球、足球以及车胎里充进压缩空气，充进的气体越多，球就越硬，车胎也越鼓。

能量气体

人们将空气进行压缩，使空气被迫进入一个小空间，这时它的分子会移动得更快并产生能量，这种能量可以根据需要释放和使用。所以，压缩空气也被称为“能量气体”。它是仅次于电力的第二大动力能源，能为生产提供动力。事实上，几乎每一道生产工艺都会用到压缩空气。它的应用范围遍及石油、化工、冶金、电力、机械、轻工、食品、医药、国防等行业和部门。

矿工使用电钻一样的机器采煤时，电钻的杆可不是在旋转，而在啪啪响着，煤块就大块大块地飞落下来，用的就是压缩空气开动的风镐。

与其他能源比，压缩空气具有明显的优势：输送方便，没有特殊的有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，而且取之不尽。

压缩空气储能

储能是指利用化学或物理的方法，将产生的能量（主要是电能）存储起来，并在需要时释放。大规模储能，还是要看物理储能，比如抽水蓄能、压缩空气储能等。

盡管抽水蓄能目前技术成熟、效率高，但抽水蓄能电站对地理条件要求较高，既要有一定的地势落差，又需要充足的水源，且占地面积大，能满足建抽水蓄能电站的地方不多。而压缩空气储能对地理条件要求相对较低，地区适应性更强，具有规模大、效率高、环境友好、原料取材方便等优点。

压缩空气储能就像“充电宝”，工作过程分为两个环节：储能过程和释能过程。储能过程就相当于我们给自行车轮胎打气。当用电需求少的时候，利用低谷电等过剩电力对空气进行压缩，将高压空气密封在地下储气室中。释能过程就相当于打开轮胎气阀，让空气跑出来。在用电高峰释放压缩空气，通过推动汽轮机，带动发电机发电。

盐穴：天然的储能罐

压缩空气储能的电站把空气存在哪里呢？放在储气罐中吗？这当然也是一种选择，但是这么多空气，如果需要人为制造巨大的容器，成本极高。那该怎么办呢？科研人员选择了盐穴。

盐穴就是盐矿开采后留下的矿洞。盐矿的开采用的是水溶开采方式，在地底下则会留下矿洞，容积可达数十万立方米，具有容积大、密闭性好、稳定性高的天然优势。世界上第一座压缩空气储能电站诞生在1978年的德国，它的压缩空气储藏室就在地下600米的盐穴里，从建成到现在已经运行了40多年，仍非常稳定，可靠性也很强。

我国的“超级空气充电宝”

我国盐穴资源丰富，且多数处于闲置状态，适宜储存石油、天然气等重要战略物资。经过多年的钻研和创新，我国的科研人员自主研发出“先进压缩空气储能系统”。从2016年至今，一座座自主研发的新型压缩空气储能电站陆续建成：贵州毕节10兆瓦先进压缩空气储能系统，日发电量最多达4万千瓦时，相当于3000户普通家庭一天的用电量。江苏金坛盐穴压缩空气储能供电系统，利用废弃千年盐穴储存压缩空气，年发电量达1亿千瓦时，全年可节约标准煤3万吨，减少二氧化碳排放6.08万吨。

在压缩空气储能领域，中国人一直在努力奔跑，逐步实现从追赶到领先的跨越。储能技术是新能源发展的关键环节，期待着未来有更多新型储能技术能够齐头并进、开花结果，改写能源格局，推动能源革命！