2022年3月發(fā)布的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，將百兆瓦級壓縮空氣儲能關鍵技術(shù)作為“十四五”新型儲能核心技術(shù)裝備攻關重點方向之一昔汉。

這一規(guī)劃的提出蛤签，讓原本小眾的壓縮空氣儲能技術(shù)開始更加受到風險投資的關注。實際上师痕，在規(guī)劃提出來之前溃睹，壓縮空氣儲能技術(shù)已經(jīng)站到了一級市場的風口上。

2022年1月10日胰坟，加拿大的先進壓縮空氣儲能公司 Hydrostor獲得來自投資銀行公司Goldman Sachs的資產(chǎn)管理集團2.5億美元投資因篇。這是壓縮空氣儲能行業(yè)有史以來獲得的最大的單筆投資。

2021年10月笔横，國內(nèi)的先進壓縮空氣儲能設備公司中儲國能(北京)技術(shù)有限公司(以下簡稱“中儲國能”)宣布完成新一輪1.8億元Pre-A輪融資竞滓，由招銀國際領投，天使輪領投方、老股東中科創(chuàng)星追投瞧佃，聯(lián)想之星赦锰、普華資本、華控基金演茂、南京麒麟等機構(gòu)跟投灼址。此前，2020年12月底中儲國能獲得了由中科創(chuàng)星件银、株洲高科領投的1.6億元天使輪投資肤轿。

所謂壓縮空氣儲能是一種可以實現(xiàn)大容量和長時間電能存儲的電力儲能系統(tǒng)，可將低谷電能郊片、風能度籍、太陽能等不容易儲藏的電力用于壓縮空氣，將壓縮后的高壓空氣密封在儲氣設備中焚惰，在需要時給釋放出來碌掩，再轉(zhuǎn)化為電能的方式，被認為是繼抽水蓄能之后第二大適合GW級大規(guī)模蛆存、長時間的電力儲能的技術(shù)步氏。

中國能源研究會儲能專委會主任、中科院工程熱物理所研究員陳海生在2022年1月對媒體表示徒爹，“在新型電力系統(tǒng)建設和‘雙碳’目標的需求牽引下荚醒，長時間大容量的儲能需求會越來越多，對壓縮空氣儲能在未來幾年實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化隆嗅，我總體持樂觀態(tài)度界阁。”

大規(guī)模長時間儲能

在雙碳背景下，各種儲能技術(shù)爭奇斗艷

從儲存能量類型的角度分類胖喳，儲能技術(shù)主要可以分為熱儲能泡躯、電儲能和氫儲能幾大類。其中丽焊，電儲能分為機械儲能较剃、電化學儲能和電磁儲能這幾種最常用的儲能方式，壓縮空氣儲能屬于與抽水蓄能粹懒、飛輪儲能并列的機械儲能方式之一重付。

從原理來看 ，壓縮空氣儲能系統(tǒng)是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式凫乖，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發(fā)電的系統(tǒng)涵店，其技術(shù)原理發(fā)展自燃氣輪機，即由高速旋轉(zhuǎn)葉輪構(gòu)成的馅拥，將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能直接轉(zhuǎn)換成機械功對外輸出的回轉(zhuǎn)式動力機械卫跺。

在儲能時段，壓縮空氣儲能系統(tǒng)利用低谷電能、風能或太陽能帶動壓縮機钥忌，將電能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能虏淤，隨后高壓空氣被密封存儲于報廢的礦井、巖洞虏爸、廢棄的油井或者人造的儲氣罐中;釋能時段舶惕，通過放出高壓空氣推動膨脹機，將存儲的空氣壓力能再次轉(zhuǎn)化為機械能或者電能角雅。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)與燃氣輪機的不同之處在于饶几，燃氣輪機的壓縮機和膨脹機是同時處于工作狀態(tài)，而壓縮空氣儲能系統(tǒng)中的壓縮過程和膨脹過程卻是分時進行工作材光。

根據(jù)中科院的研究暮态，壓縮空氣系統(tǒng)可以儲存的能量很大。當壓縮空氣壓力為100倍大氣壓谍椅、溫度為環(huán)境溫度時误堡，1立方米空氣內(nèi)部的能量(可轉(zhuǎn)化為電能)為12.9度電;當壓力增至200倍大氣壓時，1立方米空氣儲存電能為28.3度雏吭，進一步將空氣加熱至300攝氏度锁施，可釋放的電能變?yōu)?4.4度。

同時思恐，縮空氣儲能具有工作時間和壽命長沾谜、場地限制少、經(jīng)濟性能好胀莹、安全性能高等多個優(yōu)點，被認為是繼抽水蓄能之后第二大適合GW級大規(guī)模長時間的電力儲能的技術(shù)婚温。

具體來說描焰，壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以持續(xù)工作數(shù)小時甚至數(shù)天，工作時間長栅螟，通過較好的維護壽命可以達到40-50年荆秦，接近抽水蓄能的50年，并且效率可以達到60%左右力图，接近抽水蓄能電站;傳統(tǒng)上將壓縮空氣儲存在合適的地下礦井或者熔巖下的洞穴中是最經(jīng)濟的方式蚜宠，但是現(xiàn)代壓縮空氣儲存的解決方法是可以用地面儲氣罐取代溶洞;建造成本和運行成本比較低，低于鈉硫電池或液流電池雅跺，而且也低于抽水蓄能電站极炎，具有很好的經(jīng)濟性，隨著絕熱材料的應用枕篡，使用少量或不使用天然氣或石油等燃料加熱壓縮空氣嫩柑，燃料成本占比逐漸減少;壓縮空氣儲能使用的原料是空氣，不會燃燒，沒有爆炸的危險舌捡，不產(chǎn)生任何有毒的氣體印洒，萬一發(fā)生儲氣罐漏氣事故，罐內(nèi)壓力會驟然降低渐位，空氣既不會爆炸也不會燃燒瞒谱，安全系數(shù)高。

當然栋昙，這項技術(shù)也就有不少缺點萤榔，根據(jù)陳海生的介分析，一是它的系統(tǒng)是在燃氣輪機基礎上改造來的烛芬，系統(tǒng)效率不夠隧期，比電化學儲能的85%到90%的效率低;二是需要燃燒天然氣或者其他化石燃料;三是需用儲氣洞穴來進行儲氣，受地理條件限制赘娄。

蓋茨仆潮、高盛紛紛入局

從全球來看，壓縮空氣儲能雖然已有40多年的產(chǎn)業(yè)化歷史遣臼，但整體的產(chǎn)業(yè)規(guī)模還比較小性置。

全球第一座是1978年投入商業(yè)運行的德國Huntorf電站。目前仍在運行中揍堰，是世界上最大容量的壓縮空氣儲能電站鹏浅，主要用于熱備用和平滑負荷。機組的壓縮機功率60MW屏歹，釋能輸出功率為290MW隐砸。系統(tǒng)將壓縮空氣存儲在地下600m的廢棄礦洞中，礦洞總?cè)莘e達3.1×105m3蝙眶，壓縮空氣的壓力最高可達10MPa季希。機組可連續(xù)充氣8h，連續(xù)發(fā)電2h牵深。該電站在1979年至1991年期間共啟動并網(wǎng)5000多次既芯，平均啟動可靠性97.6%。實際運行效率約為42%粉越。

第二座是1991年投入商業(yè)運行的美國Alabama州的McIntosh壓縮空氣儲能電站职涛。儲能電站壓縮機組功率為50MW，發(fā)電功率為110MW薄罕。儲氣洞穴在地下450m揖们，總?cè)莘e為5.6×105m3，壓縮空氣儲氣壓力為7.5MPa宛办』可以實現(xiàn)連續(xù)41h空氣壓縮和26h發(fā)電班跟，機組從啟動到滿負荷約需9min。該電站由Alabama州電力公司的能源控制中心進行遠距離自動控制肪误。實際運行效率約為54%板径。

日本于2001年投入運行的上砂川盯壓縮空氣儲能示范項目，位于北海道空知郡郎闹，輸出功率為2MW疾捍，是日本開發(fā)400MW機組的工業(yè)試驗用中間機組。它利用廢棄的煤礦坑(約在地下450m處)作為儲氣洞穴栏妖，最大壓力為8MPa乱豆。

2003年，當時的瑞士ABB公司(后并入法國的阿爾斯通公司)正在開發(fā)聯(lián)合循環(huán)壓縮空氣儲能發(fā)電系統(tǒng)吊趾。儲能系統(tǒng)發(fā)電功率為422MW宛裕，空氣壓力為3.3MPa，系統(tǒng)充氣時間為8h论泛，儲氣洞穴為硬巖地質(zhì)揩尸，采用水封方式

值得一提的是，2008年成立的光帆能源(LightSail Energy)是壓縮空氣儲能行業(yè)最有名的創(chuàng)業(yè)公司屁奏，截止2016年2月公司累積融資7000萬美元岩榆，其股東包括科斯拉投資、比爾蓋茨和彼得蒂爾坟瓢、道達爾石油等勇边。但最終燒光投資人的錢之后在2018年不幸倒閉了。

相比之下折联，在LightSail Energy成立2年之后的另外一家壓縮空氣儲能創(chuàng)業(yè)公司Hydrostor畴垃，就幸運得多了。它雖然在前期融資很少疟弹，主要靠政府的支持資金采散，但從2019年開始，先后完成3700萬美元氧悦、800萬美元和2.5億美元三筆風險投資融資，刷新了行業(yè)的融資紀錄母烘。

根據(jù)官網(wǎng)資料顯示国享，它目前只建造了一個商業(yè)運營的 2.2MW/10MWh+ 系統(tǒng)，2019年在加拿大安大略省運營惨侵，但它目前在澳大利亞和加利福尼亞擁有 1.1GW/8.7GWh 的規(guī)劃項目队笑。

這家公司獲得近3億美元融資的原因在于其技術(shù)的創(chuàng)新性——使用液體儲熱裝置來保存熱量，將系統(tǒng)循環(huán)效率從以前的40%提升到65%;選擇地下巖層打造儲氣空間蓉肤，從而提升了建廠選址的靈活性狞荤。因此什箭，其對外宣稱其裝機成本僅為1.6元人民幣/Wh，遠低于行業(yè)平均水平脸狸。

根據(jù)智研咨詢的統(tǒng)計最仑，截止2020年底，壓縮空氣儲能在全球儲能裝機規(guī)模中的占比僅為0.2%炊甲，在中國儲能裝機規(guī)模中的占比僅為0.03%泥彤。

產(chǎn)業(yè)化可期

與國外相比，中國最近兩年在政策上鼓勵壓縮空氣儲能技術(shù)卿啡，示范應用上不斷創(chuàng)新吟吝。

在政策層面，2019年月31日颈娜，工信部發(fā)布《首臺(套)重大技術(shù)裝備推廣應用指導目錄(2019年版)》剑逃，專門提到壓縮空氣儲能系統(tǒng)，要求每套額定功率≥100MW;系統(tǒng)效率≥65%;壽命≥30 年官辽。

2021年7月23日蛹磺，發(fā)改委、能源局印發(fā)《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》明確提出要實現(xiàn)壓縮空氣野崇、液流電池等長時儲能技術(shù)進入商業(yè)化發(fā)展初期称开。

2021年10月，中共中央乓梨、國務院印發(fā)的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提出舞涮，加強電化學、壓縮空氣等新型儲能技術(shù)攻關浓蜈、示范和產(chǎn)業(yè)化應用未然。

在政策的鼓勵之下，國內(nèi)已經(jīng)有多個示范項目芳迅。其中哮昧，金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目是壓縮空氣儲能領域唯一的國家示范工程，也是首個商業(yè)化應用的鹽穴壓縮空氣發(fā)電站蕾胶。一期工程發(fā)電裝機60兆瓦仓貌，儲能容量300兆瓦時，遠期建設規(guī)模1000兆瓦刘耀。預計電-電轉(zhuǎn)換效率將達60%泉互。

該項目由中鹽集團、中國華能集團和清華大學共同開發(fā)建設召藻，截止2021年8月正在進行主設備及相關輔助系統(tǒng)安裝严钞。

另一個值得關注的壓縮空氣儲能示范項目為張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能，建設規(guī)模為100MW/400MWh忆某，系統(tǒng)設計效率達70.4%点待，項目由張北巨人能源有限公司(巨人集團)投資阔蛉，由中儲國能(北京)技術(shù)有限公司提供全套設備，技術(shù)來源為中國科學院工程熱物理研究所癞埠。

該項目已于2021年12月完成主要設備安裝及系統(tǒng)集成状原，順利并網(wǎng)，現(xiàn)在已進入系統(tǒng)帶電調(diào)試階段燕差，各項調(diào)試工作穩(wěn)步開展遭笋，相關技術(shù)參數(shù)良好。