中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：壓縮空氣儲(chǔ)能（CAES）是一種可以實(shí)現(xiàn)大容量和長(zhǎng)時(shí)間電能存儲(chǔ)的電力儲(chǔ)能系統(tǒng)，具有容量大、壽命長(zhǎng)、單位成本低、經(jīng)濟(jì)性好等優(yōu)勢(shì)，在系統(tǒng)能效得到進(jìn)一步提升后，有望成為繼抽水蓄能后第二大適合GW級(jí)大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的技術(shù)。壓縮空氣儲(chǔ)能包括傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能和先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能，涉及到先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能（AA-CAES）有6種（見表1）。CAES系統(tǒng)還可以根據(jù)熱儲(chǔ)能的處理方式分為非絕熱CAES系統(tǒng)(D-CAES)和絕熱CAES系統(tǒng) (A-CAES)，也可以按位置分為地上式和地下式?！丁笆奈濉毙滦蛢?chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出，要把百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)作為技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)方向之一，這對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能無(wú)疑是重要機(jī)遇和挑戰(zhàn)。而近日工信部等五部門聯(lián)合印發(fā)的《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動(dòng)計(jì)劃》把加快壓縮空氣儲(chǔ)能裝備的研制工作列入行動(dòng)計(jì)劃中，這同樣是電力裝備中的關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)內(nèi)容之一。
表1 壓縮空氣儲(chǔ)能的分類、特點(diǎn)及挑戰(zhàn)
系統(tǒng)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)。從全球已建成和在建的壓縮空氣項(xiàng)目來(lái)看，儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)從兆瓦級(jí)向十兆瓦級(jí)和百兆瓦級(jí)不斷升級(jí)，而系統(tǒng)規(guī)模增加后，單位投資成本將持續(xù)下降，系統(tǒng)規(guī)模每提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，單位成本下降可達(dá)30%左右，同時(shí)系統(tǒng)效率亦不斷提高，如今先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率已經(jīng)逼近60%左右。我國(guó)2022年已經(jīng)立項(xiàng)規(guī)劃規(guī)模最大的1GW壓縮空氣項(xiàng)目，為葛洲壩能源重工參與的江西九江瑞昌市調(diào)頻調(diào)峰電站項(xiàng)目。目前我國(guó)已建和立項(xiàng)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目見表2。
表2 我國(guó)已建和立項(xiàng)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目
來(lái)源：中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)（CESA)產(chǎn)業(yè)政策研究中心
國(guó)內(nèi)陸續(xù)進(jìn)行了壓縮空氣、超臨界壓縮空氣、液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的研發(fā)與建設(shè)，總體研發(fā)能力已處于國(guó)際領(lǐng)先水平，雖比歐美起步晚，但發(fā)展速度較快。根據(jù)《2022儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用報(bào)告》統(tǒng)計(jì)分析，2021年全球新增壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)功率共191MW,占比1.4%；而中國(guó)新增高達(dá)190MW，占比2.6%。盡管我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)取得了不斷進(jìn)步，但未來(lái)還面臨技術(shù)與成本挑戰(zhàn)。
不過(guò)有研究評(píng)估認(rèn)為，隨著其他長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的日益成熟，地質(zhì)限制和有限的成本降低潛力似乎可能使CAES競(jìng)爭(zhēng)力削弱，除非液態(tài)空氣儲(chǔ)能被證明是一個(gè)主要例外，否則CAES不太可能在美國(guó)或全球的電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能中發(fā)揮重要作用，但中國(guó)有利的選址條件和政策支持可望讓中國(guó)成為全球壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)部署的主要推動(dòng)力。
一個(gè)產(chǎn)業(yè)成熟的標(biāo)志就是是否形成了完整的產(chǎn)業(yè)鏈，壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈涉及設(shè)計(jì)開發(fā)、鹽穴資源、材料及裝備制造、系統(tǒng)集成、投資、建設(shè)運(yùn)營(yíng)等，其中壓縮機(jī)、透平機(jī)、膨脹機(jī)是壓縮空氣儲(chǔ)能裝備系統(tǒng)中的最核心部件，我國(guó)已經(jīng)具備了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)化裝備產(chǎn)能優(yōu)勢(shì)。
圖1 壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
可以說(shuō)，我國(guó)通過(guò)對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的不斷示范運(yùn)行，已經(jīng)構(gòu)建了產(chǎn)業(yè)鏈的雛形，產(chǎn)業(yè)鏈上企業(yè)已有20余家，技術(shù)支持方有：清華大學(xué)、中科院工程熱物理研究所、中科院理化所。設(shè)計(jì)開發(fā)商有：三維化學(xué)、中鹽化工等；鹽穴資源商有：蘇鹽井神、雪天鹽業(yè)等。設(shè)備商有：陜鼓動(dòng)力、金通靈、東方電氣、佳電股份等。系統(tǒng)集成商有：中儲(chǔ)國(guó)能等；投資商有：魯銀投資等，建設(shè)運(yùn)營(yíng)商有：中國(guó)能建、中國(guó)電建、華電集團(tuán)、大唐集團(tuán)等。
作為最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一，壓縮空氣儲(chǔ)能就是一個(gè)超級(jí)“充電寶”，具有規(guī)模大、成本低、壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，特別是我國(guó)已經(jīng)不斷投建及運(yùn)行的先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，將有效支撐能源革命與轉(zhuǎn)型，有利于提升可再生能源發(fā)電與消費(fèi)比例，助力“碳中和”，并拉動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中泰證券預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能設(shè)備市場(chǎng)空間或達(dá)360億元，未來(lái)10年可達(dá)1260億元。
表3 2022國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈重點(diǎn)企業(yè)一覽表
來(lái)源：中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心
