Если коротко, хранение энергии в виде сжатого воздуха не отличается высокой эффективностью, и это его ключевое ограничение.
В классических системах CAES (Compressed Air Energy Storage), где воздух сжимается компрессорами, хранится в подземных кавернах или резервуарах, а затем используется для выработки электроэнергии, суммарный КПД обычно находится в диапазоне примерно от 40 до 55 процентов. Потери возникают на всех этапах: при сжатии воздух сильно нагревается и эта энергия чаще всего теряется, при хранении есть утечки и тепловые потери, а при расширении воздух, наоборот, резко охлаждается, что снижает эффективность турбин.
Современные «адиабатические» схемы пытаются решить главную проблему — тепловые потери. В них тепло, выделяющееся при сжатии, аккумулируют отдельно (например, в теплоаккумуляторах) и затем возвращают воздуху при расширении. В теории такие системы могут выйти на КПД порядка 65–70 процентов, но на практике они пока сложны, дороги и редко реализуются в промышленном масштабе.
Для понимания масштаба: литий-ионные аккумуляторы сегодня дают около 85–95 процентов «туда-обратно», гидроаккумулирующие станции — порядка 70–85 процентов. На этом фоне сжатый воздух проигрывает по эффективности, но выигрывает в другом: он хорошо масштабируется, подходит для хранения очень больших объёмов энергии и использует дешёвые и относительно безопасные материалы.
Поэтому CAES имеет смысл там, где важны не столько проценты КПД, сколько стоимость, долговечность и возможность хранить энергию сутками или неделями, например для балансировки энергосетей с большой долей ветра и солнца.
