中國儲能網訊：■壓縮空氣儲能具備較好性能，適應大規(guī)模、長時儲能需求。根據(jù)儲能應用場景的時長要求，可以分為容量型、能量型、功率型、備用型。其中，容量型儲能屬于長時儲能技術，一般要求儲能時長不低于4小時，隨風光等新能源在發(fā)電結構中占比提升，為保證電能供應的穩(wěn)定性，電力系統(tǒng)對儲能時長的要求越來越高，容量型儲能的需求日益增長，目前已披露招標項目的配儲時長也均有所增長。壓縮空氣儲能以綠色、豐富、取用方便的空氣作為介質，將電能利用的時空矛盾問題巧妙解決，同時還能將可再生能源發(fā)出的間歇性電力拼接起來，改善電能的質量，具有儲能容量大、儲能周期長、比投資小等優(yōu)點，被認為是最具有廣闊發(fā)展前景的大規(guī)模儲能技術之一。
■壓縮空氣儲能產業(yè)鏈成本下行，有望驅動裝機規(guī)?？焖僭鲩L。2014年蕪湖500kW電站項目單位投資成本約6萬元/kW；2021年肥城一期10MW電站單位投資成本已降至1萬元/kW，壓縮空氣儲能產業(yè)鏈降本迅速，2025年壓縮空氣儲能度電成本有望降至0.321~0.748元/kWh；根據(jù)測算，在削峰填谷和電源側可再生能源消納（利用棄風棄光，不考慮充電成本）兩種場景下，現(xiàn)階段壓縮空氣儲能度電成本分別為0.904和0.441元/kWh，低于磷酸鐵鋰電池儲能，與中小型抽水蓄能接近，到2025年有望分別降至0.748和0.321元/kWh。中央及各省市均已出臺較多政策支持壓縮空氣儲能行業(yè)發(fā)展，長期來看，隨產業(yè)鏈成本加速下行，壓縮空氣儲能技術的性價比將日益凸顯，裝機規(guī)模有望快速增長。
■壓縮空氣儲能行業(yè)快速增長，產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)公司有望深度受益。從產業(yè)鏈來看，壓縮空氣儲能各環(huán)節(jié)主要為：1）上游，包括裝備制造、儲氣庫，其中核心裝備包括壓縮機、換熱器、膨脹機，儲氣庫包括高壓氣罐、低溫儲罐、廢舊礦洞、新建洞穴、鹽穴等多種形式。2）中游，包括儲能系統(tǒng)集成，主要提供技術支持。3）下游，包括儲能系統(tǒng)安裝，主要為新能源及傳統(tǒng)電站、電網公司、工商業(yè)企業(yè)等終端用戶提供EPC（工程建設總承包）業(yè)務。隨壓縮空氣儲能行業(yè)快速發(fā)展，產業(yè)鏈各核心環(huán)節(jié)的公司均有望深度受益。
■投資建議：未來能源結構中，風光等新能源占比將不斷提升，為保證電能供應質量，電力系統(tǒng)對儲能的需求日益提升，大規(guī)模、長時儲能需求中，壓縮空氣儲能綜合性能領先，隨政策支持釋放及產業(yè)鏈成本下降，裝機規(guī)模有望快速增長，產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)的優(yōu)質公司有望受益。建議關注裝備制造環(huán)節(jié)的陜鼓動力、金通靈、杭氧股份等，以及鹽穴資源領域的魯銀投資、蘇鹽井神、雪天鹽業(yè)等。
■風險提示：政策推進不及預期的風險；下游需求不及預期的風險；原材料價格大幅上行的風險等。
1、壓縮空氣儲能簡介
壓縮空氣儲能是一種大規(guī)模的物理儲能方式。壓縮空氣儲能將用電低谷時段或可再生能源電力豐富地區(qū)的過剩電能轉化成空氣的壓力勢能，在用電高峰時段或電力貧瘠且電能消耗大的地區(qū)將空氣的勢能轉化成電能，并且是一種大規(guī)模儲能技術，它以綠色、豐富、取用方便的空氣作為介質，將電能利用的時空矛盾問題巧妙解決，同時還能將可再生能源發(fā)出的間歇性電力拼接起來，改善電能的質量。
壓縮空氣儲能是基于燃氣輪機技術提出的一種能量存儲系統(tǒng)。壓縮空氣儲能系統(tǒng)包含壓縮、儲氣、蓄熱/冷、回熱/冷、膨脹發(fā)電等多個子系統(tǒng)，系統(tǒng)內的關鍵設備主要包括壓縮機、換熱器和膨脹機?？諝鈨δ馨▊鹘y(tǒng)壓縮空氣儲能和先進壓縮空氣儲能，涉及到先進絕熱壓縮空氣儲能（AA-CAES）有6種。
壓縮空氣儲能技術已成為行業(yè)發(fā)展的迫切需要。目前的各類儲能技術中，能夠實現(xiàn)100MV及其以上功率等級應用的技術，主要包括抽水蓄能和壓縮空氣儲能兩種技術門類。但抽水蓄能技術存在天然的地理條件限制，我國天然的地理資源的不匹配在一定程度上限制了抽水蓄能的發(fā)展。而壓縮空氣儲能具有儲能容量大、儲能周期長、比投資小等優(yōu)點，被認為是最具有廣闊發(fā)展前景的大規(guī)模儲能技術之一。
新型壓縮空氣儲能技術迅速發(fā)展，儲能系統(tǒng)擺脫對化石燃料的依賴，效率提升。在能源行業(yè)存儲、技術驅動方面，為碳中和、構建新型電力系統(tǒng)提供有力支持，新型壓縮空氣儲能系統(tǒng)用蓄熱裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)的燃燒室，擺脫了對天然氣、石油等化石燃料的依賴，可實現(xiàn)對環(huán)境的零排放，零污染。國內外學者在傳統(tǒng)壓縮空氣儲能的基礎上，開拓出了多種新型的壓縮空氣儲能技術，使其得到迅速發(fā)展，目前主要的壓縮空氣儲能技術包括蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)、等溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)、水下壓縮空氣儲能系統(tǒng)、液態(tài)壓縮空氣儲能系統(tǒng)、超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)等。其中蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率較高，具備較為成熟的技術，加之我國有大量的鹽洞、廢棄礦洞，該系統(tǒng)技術發(fā)展前景較為廣闊。
2、特征：容量大、經濟性強，長時儲能潛力軍
不同應用場景對儲能技術的性能要求有所不同。根據(jù)儲能應用場景的時長要求，可以分為容量型、能量型、功率型、備用型。其中，容量型儲能屬于長時儲能技術，一般要求儲能時長不低于4小時，應用于削峰填谷或離網儲能等場景，主要目的是減小峰谷差、提升電力系統(tǒng)效率和設備利用率、降低新發(fā)電機組和輸電線路的建設需求。
隨著新能源發(fā)電比例提升，容量型儲能需求快速增長。以風電、光伏為代表的可再生能源在分鐘、小時、連續(xù)數(shù)天甚至跨季節(jié)等不同時間尺度上具有波動性和間歇性的特點，因此需要匹配不同時長的儲能技術。目前新能源側配置儲能系統(tǒng)通常以功率型或能量型為主，主要起到平滑功率波動的作用。隨著新能源裝機規(guī)模快速增長，其在發(fā)電結構中占比提升，對儲能時長的要求越來越高，容量型儲能的需求日益增長。
我國新能源項目強制配儲時長增加。2022年3月，內蒙古自治區(qū)能源局發(fā)布《關于征求工業(yè)園區(qū)可再生能源替代、全額自發(fā)自用兩類市場化并網新能源項目實施細則意見建議的公告》文件，要求新增負荷所配置的新能源項目配建儲能比例不低于新能源配置規(guī)模的15%（4小時），存量自備負荷部分按需配置儲能比例。新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)改委出臺《服務推進自治區(qū)大型風電光伏基地建設操作指引（1.0版）》文件以儲能規(guī)模確定新能源項目，建設不低于4小時時長儲能項目的企業(yè)，允許配建儲能規(guī)模4倍的風電光伏發(fā)電項目。
各個長時儲能技術具有不同性能特點。除了壓縮空氣儲能，目前主要的長時儲能技術還包括抽水蓄能以及鉛酸電池、鋰電池、液流電池、鈉硫電池等電池技術。其中：
（1）壓縮空氣儲能和抽水蓄能屬于物理儲能，規(guī)?？蛇_百兆瓦及以上，壽命可達30年以上，可應用于電網側，以取代昂貴的調峰電站，但抽水蓄能需要修建水庫，占地面積高達幾千畝，存在淹沒植被、移民等問題，建設期長達7-10年，壓縮空氣儲能如果采用鹽穴儲氣，對選址有也一定要求，項目建設期約1.5-2年；
（2）各類電池儲能屬于化學儲能，規(guī)模相對較小，壽命相對較短，具有儲能密度高、投資門檻低、建設周期短、響應速度快的優(yōu)勢。
壓縮空氣儲能投資成本隨裝機容量提升而下降。2014年，國內首個投運的壓縮空氣示范項目蕪湖500kW電站，單位投資成本約6萬元/kW；2021年投運的肥城一期10MW電站，單位投資成本已降至1萬元/kW。根據(jù)《壓縮空氣儲能技術與發(fā)展》報告中統(tǒng)計，針對部分可研階段和規(guī)劃階段的壓縮空氣儲能項目，預計未來投資成本可降至0.5~0.6萬元/kW，與大型抽水蓄能電站相當。
2025年壓縮空氣儲能度電成本有望降至0.321~0.748元/kWh。根據(jù)《壓縮空氣儲能技術與發(fā)展》的測算，在削峰填谷和電源側可再生能源消納（利用棄風棄光，不考慮充電成本）兩種場景下，現(xiàn)階段壓縮空氣儲能度電成本分別為0.904和0.441元/kWh，低于磷酸鐵鋰電池儲能，與中小型抽水蓄能接近，到2025年有望分別降至0.748和0.321元/kWh。
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行業(yè)：產業(yè)化速度快，政策持續(xù)加碼
壓縮空氣儲能正從示范應用向產業(yè)化初期邁進。我國2022年已經立項規(guī)劃規(guī)模最大的1GW壓縮空氣項目，為葛洲壩能源重工參與的江西九江瑞昌市調頻調峰電站項目。目前國內陸續(xù)進行了壓縮空氣、超臨界壓縮空氣、液態(tài)壓縮空氣儲能項目的研發(fā)與建設（見表4），總體研發(fā)能力已處于國際領先水平，雖比歐美起步晚，但發(fā)展速度較快。根據(jù)中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會發(fā)布的《2022儲能產業(yè)應用報告》統(tǒng)計分析，2021年全球新增壓縮空氣儲能項目裝機功率共191MW，占全球儲能比例1.4%；而中國新增高達190MW，占中國儲能比例2.6%。
相關政策持續(xù)加碼空氣儲能產業(yè)，我們對相關政策進行了梳理：
2022年3月份，國家發(fā)改委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件。新型儲能技術創(chuàng)新能力顯著提高，核心技術裝備自主可控水平大幅提升，標準體系基本完善，產業(yè)體系日趨完備，市場環(huán)境和商業(yè)模式基本成熟。其中，百兆瓦級壓縮空氣儲能技術實現(xiàn)工程化應用。2022年8月份，工信部、財政部等五部門聯(lián)合印發(fā)的《加快電力裝備綠色低碳創(chuàng)新發(fā)展行動計劃》提出，加快壓縮空氣儲能、飛輪儲能裝備的研制，研發(fā)儲能電站消防安全多級保障技術和裝備。
2021年3月12日，《中華人民共和國國民經濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》全文發(fā)布?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠景目標綱要中明確指出在氫能與儲能等前沿科技和產業(yè)變革領域，組織實施未來產業(yè)孵化與加速計劃，謀劃布局一批未來產業(yè)。其中提出要實施電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等儲能示范項目。
根據(jù)北極星儲能網統(tǒng)計，2020年有11個省市區(qū)域的重點項目涉及儲能項目、電池生產、電池材料和新能源汽車類共114個項目，福建項目最多（37個），河南數(shù)量第二（27個），其中，壓縮空氣儲能項目4個（見表5）。
2019年7月，由發(fā)改委辦公廳等四部門聯(lián)合制定了《貫徹落實<關于促進儲能技術與產業(yè)發(fā)展的指導意見>2019-2020年行動計劃》，提出了六大部分共16項具體措施。在先進儲能技術研發(fā)方面，要求重點推進大容量壓縮空氣儲能等重大先進技術項目建設，推動百兆瓦壓縮空氣儲能項目實現(xiàn)驗證示范。
2019年12月30日，工信部發(fā)布了關于《首臺（套）重大技術裝備推廣應用指導目錄（2019年版）》的通告，壓縮空氣儲能系統(tǒng)也被列入。要求每套額定功率≥100MW；系統(tǒng)效率≥65%；壽命≥30年。
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產業(yè)鏈：核心裝備壁壘高，鹽穴儲能空間廣
4.1概況
壓縮空氣儲能產業(yè)鏈包括：
上游：裝備制造、儲氣庫。其中核心裝備包括壓縮機、換熱器、膨脹機，儲氣庫包括高壓氣罐、低溫儲罐、廢舊礦洞、新建洞穴、鹽穴等多種形式。
中游：儲能系統(tǒng)集成，主要提供技術支持。
下游：儲能系統(tǒng)安裝，為新能源及傳統(tǒng)電站、電網公司、工商業(yè)企業(yè)等終端用戶提供EPC（工程建設總承包）業(yè)務。
4.2 裝備制造環(huán)節(jié)
壓縮空氣儲能的核心裝備包括壓縮機、換熱器、膨脹機：
壓縮機：壓縮機是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機器，應用較為廣泛，儲能用壓縮機比普通的壓縮機流量更大、壓力更高。國內制造廠家主要有陜鼓動力（601369.SH）、沈鼓集團等，國外主要有阿特拉斯·科普柯、西門子等。目前，100MW級壓縮機基本可以實現(xiàn)國產化，但難以實現(xiàn)單機300MW級，采用并聯(lián)或串聯(lián)方式來替代。
換熱器：換熱器是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體的設備，按換熱結構，主要分為管殼式換熱器和板式換熱器。換熱系統(tǒng)的蓄熱溫度和回熱溫度越高，系統(tǒng)的?損失越小，系統(tǒng)的儲能效率也越高。國內制造廠家包括哈電汽輪機公司。
膨脹機：膨脹機利用了壓縮氣體膨脹降壓時勢能轉化為動能的原理，對于大型壓縮空氣儲能電站，膨脹機一般采用多級膨脹帶中間再熱的結構形式。國內制造廠家包括金通靈（300091.SZ）、哈電汽輪機公司、東方汽輪機公司、上海汽輪機廠
現(xiàn)有壓縮空氣儲能項目供應商先行，傳統(tǒng)龍頭積極入局。江蘇金壇60 MW壓縮空氣儲能項目的壓縮機供應商為沈鼓集團，換熱器供應商為哈電汽輪機公司；張北100MW壓縮空氣儲能電站采用中科院研發(fā)的氣-水換熱器。除了已經實現(xiàn)供應的企業(yè)，不少相近業(yè)務的企業(yè)也紛紛布局，例如，杭氧股份作為國內空分裝置龍頭，具備空氣壓縮機、膨脹機自產能力，年初在投資者互動中披露公司已進行壓縮空氣儲能相關技術研究。
4.3 儲氣庫環(huán)節(jié)
現(xiàn)有壓縮空氣儲能項目主要采用地下儲氣庫。壓縮空氣儲能儲氣庫包括高壓氣罐、低溫儲罐、廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴等多種形式。其中，地上儲氣庫（高壓氣罐和低溫儲罐）目前多處于試驗階段，成本相對較高，現(xiàn)階段在建、已投產項目多采用地下儲氣庫（廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴）。
鹽業(yè)企業(yè)積極布局鹽穴儲能。我國地下鹽巖分布范圍廣，埋深由數(shù)十米至1000m不等。與國外相比較，我國鹽巖具有礦層層數(shù)多、單層厚度薄的特點，并且鹽巖中多存在鈣芒硝、硬石膏和泥巖夾層等，需滿足相關地質條件才適合建設鹽穴地下儲庫。我國鹽業(yè)上市公司中，魯銀投資、蘇鹽井神、雪天鹽業(yè)等均在鹽穴儲能領域有所布局。
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投資建議
5.1 行業(yè)投資建議
未來能源結構中，風光等新能源占比將不斷提升，為保證電能供應質量，電力系統(tǒng)對儲能的需求日益提升，大規(guī)模、長時儲能需求中，壓縮空氣儲能綜合性能領先，隨政策支持釋放及產業(yè)鏈成本下降，裝機規(guī)模有望快速增長，產業(yè)鏈核心環(huán)節(jié)的優(yōu)質公司有望受益。建議關注裝備制造環(huán)節(jié)的陜鼓動力、金通靈、杭氧股份等，以及鹽穴資源領域的魯銀投資、蘇鹽井神、雪天鹽業(yè)等。
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風險提示
1） 政策推進不及預期的風險：壓縮空氣儲能目前仍需一定的政策支持，若政策支持力度不及預期，將影響行業(yè)經濟性及裝機積極性。
2） 下游需求不及預期的風險：若下游對壓縮空氣儲能需求量不及預期，將影響行業(yè)出貨及市場規(guī)模。
3） 原材料價格大幅上行的風險：若原材料價格大幅上行超預期，會影響壓縮空氣儲能行業(yè)的整體需求。
