我國壓縮空氣儲能科研成果和工程應(yīng)用已走在世界前列

　　壓縮空氣儲能是大規(guī)模儲能技術(shù)研發(fā)的熱點之一。近年來，壓縮空氣儲能正從試驗示范逐步向規(guī)模化應(yīng)用過渡，我國壓縮空氣儲能科研成果和工程應(yīng)用已走在世界前列。

　　規(guī)模化應(yīng)用

　　壓縮空氣儲能是在燃?xì)廨啓C技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的儲能技術(shù)，是機械儲能技術(shù)之一，也是現(xiàn)今大規(guī)模儲能技術(shù)研發(fā)的熱點之一。壓縮空氣儲能時長為4～10個小時。

　　壓縮空氣儲能經(jīng)歷了從補燃式壓縮空氣儲能向非補燃式壓縮空氣儲能的演變。早期的壓縮空氣儲能電站采用補燃式壓縮空氣儲能技術(shù)，儲能過程中產(chǎn)生的熱量沒有被回收利用，需燃燒大量化石燃料輔助發(fā)電，因而產(chǎn)生碳排放且能量利用率低。非補燃壓縮空氣儲能采用回?zé)峒夹g(shù)，利用壓縮空氣產(chǎn)生的熱量輔助發(fā)電，沒有碳排放，目前已應(yīng)用于多個壓縮空氣儲能項目。

　　壓縮空氣儲能的儲氣場所可以提供巨大的體積來容納壓縮空氣，實現(xiàn)大容量儲能。壓縮空氣儲能系統(tǒng)設(shè)計靈活，可通過設(shè)計儲氣庫容量和發(fā)電機功率調(diào)節(jié)發(fā)電時長，能夠連續(xù)數(shù)小時至數(shù)天釋放能量，實現(xiàn)長時大規(guī)模儲能。此外，壓縮空氣儲能儲氣方式較多，選址靈活多樣。系統(tǒng)使用壽命達(dá)30年，具有較長的服役周期。由于儲能介質(zhì)為空氣，壓縮空氣儲能不存在燃燒或爆炸的風(fēng)險，安全性能整體優(yōu)于鋰離子電池。

　　壓縮空氣儲能的工作原理是利用用電低谷期的電能通過壓縮機壓縮空氣，把電能轉(zhuǎn)換成空氣壓力能和一部分熱能儲存到儲氣庫中，實現(xiàn)能量的存儲;在用電高峰期，從儲氣庫中釋放出的高壓空氣經(jīng)加熱升溫后通過膨脹機做功，轉(zhuǎn)化為機械能，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，實現(xiàn)能量的釋放。

　　建造壓縮空氣儲能系統(tǒng)需要特殊的地理空間作為大型儲氣室，比如地下鹽穴。鹽穴是地下鹽層中的洞穴，通過注水控制巖鹽溶解而形成，一般位于地下800～1000米，整個鹽穴的高度達(dá)到100多米，容積可達(dá)數(shù)十萬立方米。鹽穴四周都是氯化鈉晶體，可以承受十幾兆帕至20兆帕的壓強。我國鹽穴資源主要分布在山東、江蘇、安徽、湖北、陜西等地。

　　為了找到適合建造儲能電站的鹽穴，工作人員在前期需進行詳細(xì)的勘察和評估，一方面空間要足夠大，氣密性和巖壁強度要高;另一方面，鹽穴的滲漏性也要得到嚴(yán)格控制，以防止儲存能量的損失和地下水污染。

　　2022年，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，將百兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)列入“十四五”時期新型儲能核心技術(shù)裝備攻關(guān)重點方向之一。近年來，隨著技術(shù)的不斷進步，國內(nèi)一批先進的壓縮空氣儲能技術(shù)得到了快速發(fā)展，實現(xiàn)了不同容量等級系統(tǒng)的工程示范，壓縮空氣儲能正從試驗示范逐步向規(guī)模化應(yīng)用過渡。

　　我國壓縮空氣儲能技術(shù)科研成果和工程應(yīng)用已走在世界前列。當(dāng)前，國內(nèi)已有多個百兆瓦級壓縮空氣儲能工程開工建設(shè)，正在規(guī)劃的壓縮空氣儲能規(guī)模不斷增大，設(shè)計效率不斷提升，由50%提升至70%甚至更高。我國30萬千瓦級壓縮空氣儲能關(guān)鍵裝備取得突破，已研制出自主可控的空氣壓縮機、膨脹機、高效儲換熱裝備等核心技術(shù)裝備，壓縮空氣儲能逐步邁入規(guī)模化工程應(yīng)用階段。

　　2024年1月，國家能源局公布了一批新型儲能示范項目，包括11項壓縮空氣儲能項目，其中，湖北應(yīng)城30萬千瓦壓縮空氣儲能示范電站于2025年1月全容量并網(wǎng)發(fā)電，創(chuàng)下單機功率、儲能規(guī)模和轉(zhuǎn)換效率三項世界紀(jì)錄。目前，世界上單機功率最大、總?cè)萘孔畲蟆⒕C合效率最高的壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電二期項目正在建設(shè)中。

　　湖北應(yīng)城30萬千瓦壓縮空氣儲能電站

　　2024年4月9日，世界首臺(套)30萬千瓦級壓縮空氣儲能電站——湖北應(yīng)城30萬千瓦級壓縮空氣儲能示范電站并網(wǎng)發(fā)電。電站儲能容量達(dá)150萬千瓦時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%，實現(xiàn)關(guān)鍵核心裝備和深地空間利用產(chǎn)品100%國產(chǎn)化。今年1月9日，電站全容量并網(wǎng)發(fā)電，每天可儲能8小時、釋能5小時，每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤15.9萬噸，減少二氧化碳排放41.1萬噸，預(yù)計年發(fā)電量接近5億千瓦時。

　　電站的成功并網(wǎng)驗證了大容量、高效率、超長時壓縮空氣儲能系統(tǒng)解決方案的可靠性、創(chuàng)新性和可推廣性，為大規(guī)模新型儲能技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用提供了示范，標(biāo)志著我國大功率壓縮空氣儲能技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平。

　　該電站由中國能建數(shù)字科技集團有限公司和國網(wǎng)湖北綜合能源服務(wù)有限公司共同投資建設(shè)，利用廢棄鹽礦作為儲氣庫，是典型的鹽穴型壓縮空氣儲能。電站將有效提升區(qū)域電網(wǎng)的調(diào)峰能力，促進電網(wǎng)消納更多風(fēng)電、光伏等新能源。經(jīng)過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與實驗論證，電站攻克了工藝系統(tǒng)集成、地下儲氣庫建造、關(guān)鍵裝備研發(fā)等多個難題。2024年1月，該電站被國家能源局列入新型儲能試點示范項目。

　　江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站

　　2025年08月27日 亮報江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目是世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站，于2022年5月正式投入商業(yè)運營。一期項目建設(shè)了6萬千瓦/30萬千瓦時壓縮空氣儲能電站，實現(xiàn)核心設(shè)備100%國產(chǎn)化。目前，一期項目有效平抑電力峰谷差，一天內(nèi)可實現(xiàn)一充兩放、多充多放運行，創(chuàng)造了累計提供調(diào)峰電量超3億千瓦時、安全運行超900天、完成儲發(fā)周期超500次等非補燃壓縮空氣儲能的多個歷史首次。項目將實施過程中的先進技術(shù)、經(jīng)驗、方法和管理方案轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)，推動了壓縮空氣儲能行業(yè)的規(guī)范化發(fā)展。

　　2024年12月18日，江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電二期項目在江蘇常州正式開工建設(shè)。項目規(guī)劃建設(shè)兩套35萬千瓦非補燃式壓縮空氣儲能機組，總?cè)莘e達(dá)120萬立方米。與一期項目相比，二期項目壓縮機的數(shù)量從3臺增加至8臺。項目建成后，一次充電可儲存280萬千瓦時電量，能滿足10萬輛新能源汽車的充電需求，全年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤27萬噸，減少二氧化碳排放52萬噸。

　　2025年一季度，二期項目1號主廠房順利完成基礎(chǔ)“出零米”，機組主體地下部分施工完成，具備上部主體結(jié)構(gòu)施工條件。

　　來源：國家能源局官網(wǎng)、《人民日報》《科技日報》《中國新型儲能發(fā)展報告(2025)》《新型儲能百問百答》、國網(wǎng)湖北電力等