在新型電力系統(tǒng)中，儲(chǔ)能將成為至關(guān)重要的一環(huán)，是新能源消納以及電網(wǎng)安全保障必要保障，在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用電側(cè)都會(huì)得到廣泛的應(yīng)用。國內(nèi)市場(chǎng)，新能源配儲(chǔ)、獨(dú)立儲(chǔ)能等落地形式推動(dòng)儲(chǔ)能需求指數(shù)增長(zhǎng)。在市場(chǎng)需求爆發(fā)以及政策鼓勵(lì)的雙重推動(dòng)下，成熟的抽水蓄能、鋰電儲(chǔ)能呈現(xiàn)爆發(fā)性增長(zhǎng)，壓縮空氣儲(chǔ)能、液流儲(chǔ)能等新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)也進(jìn)入了發(fā)展快車道。

壓縮空氣儲(chǔ)能，具有規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、建設(shè)周期短（12-18個(gè)月）、站址布局相對(duì)靈活（占地面積100畝以內(nèi)）等優(yōu)點(diǎn)，此外各地百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目相繼落地，讓這種以空氣為能量存儲(chǔ)介質(zhì)的物理儲(chǔ)能方式，成為頗具發(fā)展?jié)摿Φ男滦蛢?chǔ)能技術(shù)路徑之一。

以空氣作為能源存儲(chǔ)的介質(zhì)，被稱為“空氣充電寶”，壓縮空氣儲(chǔ)能是如何工作的呢？

當(dāng)電力過剩時(shí)，將空氣壓縮儲(chǔ)存到地下儲(chǔ)氣洞穴里（洞穴可以是鹽穴、報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井、新建儲(chǔ)氣井等），將電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣勢(shì)能。當(dāng)需要用電時(shí)，高壓空氣經(jīng)過加熱，進(jìn)入膨脹機(jī)，變成常壓的空氣，在此過程中帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，空氣壓縮勢(shì)能轉(zhuǎn)化成電能輸出。

壓縮空氣儲(chǔ)能工作原理

壓縮空氣儲(chǔ)能是20世紀(jì)50年代發(fā)展起來的儲(chǔ)能技術(shù)。世界上第一座商用壓縮空氣儲(chǔ)能電站誕生于1978年的德國，它的壓縮空氣儲(chǔ)藏室，在地下600米的鹽穴里。

截至2022年9月底，中國已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模50.3GW，裝機(jī)規(guī)模最大的是抽水蓄能，電化學(xué)儲(chǔ)能緊隨其后，新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模6663.4MW，其中壓縮空氣儲(chǔ)能在新型儲(chǔ)能中的占比是2.9%，裝機(jī)規(guī)模約193.24MW。

《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》，將百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)列入“十四五”新型儲(chǔ)能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點(diǎn)方向之一。我國壓縮空氣儲(chǔ)能經(jīng)過十多年的發(fā)展，示范項(xiàng)目規(guī)模從千瓦級(jí)發(fā)展到百兆瓦級(jí)，到2022年第四季度出出現(xiàn)了吉瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能備案項(xiàng)目。

2013年在河北廊坊建設(shè)首個(gè)兆瓦級(jí)示范項(xiàng)目，項(xiàng)目規(guī)模1.5MW，系統(tǒng)效率達(dá)到了52.1%；2021年10月，貴州畢節(jié)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正式并網(wǎng)發(fā)電，項(xiàng)目規(guī)模10MW/40MWh，系統(tǒng)額定效率為60.2%；2021年12月。首臺(tái)百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范項(xiàng)目在河北省張家口落地，項(xiàng)目規(guī)模為100MW/400MWh，系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率70.4%；2022年5月，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目投運(yùn)，標(biāo)志著世界首座非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站正式投入商業(yè)運(yùn)行，項(xiàng)目規(guī)模60MW/300MWh，轉(zhuǎn)換效率達(dá)60％。

能源電力說根據(jù)公開數(shù)據(jù)，不完全統(tǒng)計(jì)了山東、河南、河北、江蘇、浙江、廣東等12省備案、簽約、在建、投運(yùn)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目合計(jì)35個(gè)；其中25個(gè)有公開規(guī)模數(shù)據(jù)，這25個(gè)項(xiàng)目合計(jì)規(guī)模已超8.2GW，壓縮空氣儲(chǔ)能頗有蓄勢(shì)待發(fā)的發(fā)展勢(shì)頭。

儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)均在4小時(shí)以上，其中4h項(xiàng)目9個(gè)，6h項(xiàng)目6個(gè)，8h項(xiàng)目5個(gè)，5h項(xiàng)目4個(gè)，10h項(xiàng)目1個(gè)。

山東省已出現(xiàn)吉瓦級(jí)備案項(xiàng)目，如中電建肥城5×300MW/1800MWh鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、嶧城區(qū)1000MW/5000MWh壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。

根據(jù)現(xiàn)階段地面系統(tǒng)的壓力參數(shù)，鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能能一般埋深在500-1100m，在有鹽穴的地方可以利用鹽穴，沒有鹽穴的地方依靠人工造穴，地質(zhì)限制小。從統(tǒng)計(jì)的35個(gè)壓氣蓄能項(xiàng)目來看，地下儲(chǔ)氣洞穴除了鹽穴，山東滕州曹莊煤礦100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、山西基于煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)等多個(gè)項(xiàng)目利用廢棄煤礦巷道作為儲(chǔ)氣庫。

在統(tǒng)計(jì)的項(xiàng)目中，32個(gè)項(xiàng)目已公開項(xiàng)目單位，參與單位眾多。華能集團(tuán)、國家電投集團(tuán)、國家能源集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)、電建集團(tuán)、中能數(shù)科、中儲(chǔ)國能、中鹽集團(tuán)、蘇鹽集團(tuán)、豫能控股、浙能集團(tuán)、巨人能源、啟迪控股、平頂山晟光儲(chǔ)能有限公司、國源時(shí)代、河北建投、北京未來鄉(xiāng)村科技發(fā)展有限公司、泰捷瑞儲(chǔ)能技術(shù)公司等。

壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈已見雛形，從產(chǎn)業(yè)鏈參與方來看：

空氣壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)、蓄熱換熱系統(tǒng)等核心設(shè)備制造商：陜鼓動(dòng)力、金通靈、沈鼓集團(tuán)、杭氧股份、川空等；

儲(chǔ)氣儲(chǔ)氣洞穴資源方：中鹽集團(tuán)、蘇鹽集團(tuán)、雪天鹽業(yè)、同煤集團(tuán)、國源時(shí)代煤炭資產(chǎn)管理有限公司等；

項(xiàng)目投資方：五大發(fā)電集團(tuán)（華能集團(tuán)、國家電投集團(tuán)、國家能源集團(tuán)、大唐集團(tuán)、華電集團(tuán)等）、電建集團(tuán)、中能數(shù)科；地方投資集團(tuán)（豫能控股、浙能集團(tuán)、河北建投等），此外還有巨人能源、啟迪控股、平頂山晟光儲(chǔ)能有限公司、北京未來鄉(xiāng)村科技發(fā)展有限公司、泰捷瑞儲(chǔ)能技術(shù)公司等。

主要技術(shù)提供方：清華大學(xué)、中科院熱物理研究所及下屬中儲(chǔ)國能等。

項(xiàng)目建設(shè)參與方：中國能建、中國電建等施工單位。

按照時(shí)長(zhǎng)要求的不同，儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景大致可以分為容量型（≥4h）、能量型（約1～2h）、功率型（≤30min）和備用型（≥15min）四類。

容量型儲(chǔ)能（長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能）場(chǎng)景包括削峰填谷或離網(wǎng)儲(chǔ)能等，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)種類較多，包括抽水蓄能、壓縮空氣、儲(chǔ)熱蓄冷、儲(chǔ)氫以及各類容量型儲(chǔ)能電池（鈉硫電池、液流電池、鉛炭電池、鋰漿料電池等）。

按應(yīng)場(chǎng)景劃分的儲(chǔ)能類型

壓縮空氣儲(chǔ)能，具有規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、建設(shè)周期短、站址布局相對(duì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，有望成為抽水蓄能在大規(guī)模儲(chǔ)能電站領(lǐng)域的重要補(bǔ)充。效率的提升以及成本的下降，是壓縮空氣儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。

從目前已建成和在建的項(xiàng)目來看，10兆瓦的系統(tǒng)效率可達(dá)60%以，百兆瓦級(jí)別以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率可以達(dá)到70%，先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率能夠逼近75%。造價(jià)成本上，根據(jù)中國科學(xué)院熱物理研究所公開數(shù)據(jù)，100MW的壓縮空氣儲(chǔ)能，初建成本在4000-5000元/千瓦，1000元/千瓦時(shí)，度電成本在0.15-0.25元之間。

11月25日，國家能源局就《電力現(xiàn)貨市場(chǎng)基本規(guī)則（征求意見稿）》提出推動(dòng)儲(chǔ)能等新興市場(chǎng)主體參與交易，同時(shí)提及各地按照國家要求，結(jié)合電力市場(chǎng)發(fā)展情況和實(shí)際需要，探索建立市場(chǎng)化容量補(bǔ)償機(jī)制。壓縮空氣儲(chǔ)能作為新型儲(chǔ)能之一，定價(jià)機(jī)制還在探索階段，若能與抽水蓄能一樣采取兩部制電價(jià)，將進(jìn)一步提高其經(jīng)濟(jì)性。

未來新型儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展將朝著低成本、大規(guī)模、中長(zhǎng)周期、耐受能力強(qiáng)、安全性能高的方向發(fā)展，壓縮空氣儲(chǔ)能具備一定的潛力，但邁向商業(yè)化的道路上仍存在不少困難，如技術(shù)仍有提升空間、標(biāo)準(zhǔn)體系仍待完善、產(chǎn)業(yè)鏈暫未成熟、定價(jià)機(jī)制尚未成型等。