中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2025年7月24日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合河北省釩鈦行業(yè)協(xié)會(huì)等主辦的2025全國(guó)液流電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展大會(huì)暨第五屆全國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在成都召開(kāi)。
大會(huì)以“聚焦液流電池技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題，針對(duì)液流電池及新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)充分探討，分享前沿技術(shù)路線、上下游供應(yīng)鏈體系、智能化系統(tǒng)集成方案、創(chuàng)新商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例以及新產(chǎn)品與解決方案。
在7月25日上午的物理儲(chǔ)能與氫儲(chǔ)能專場(chǎng)論壇中，中國(guó)科學(xué)院工程熱物理所總體部部長(zhǎng)、正高級(jí)工程師周學(xué)志作了題為《先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》的主旨演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會(huì)發(fā)言整理提煉，僅供參考。
我今天報(bào)告的題目是《先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化》。
接下來(lái)，我將把全球的壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)推廣以及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)向大家作報(bào)告。
第一部分，要實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，要求我們大力發(fā)展可再生能源，這有兩組數(shù)據(jù)，一組是落基山研究所的，一組是清華大學(xué)氣候變化和可持續(xù)發(fā)展研究院的，都有共同的規(guī)律，就是我們還是要大力發(fā)展風(fēng)電、光伏等可再生能源，構(gòu)建以新能源為主體的新電力系統(tǒng)。
要發(fā)展大規(guī)模的可再生能源，我們就要通過(guò)儲(chǔ)能來(lái)解決其間歇性和不穩(wěn)定性的屬性。我們認(rèn)為儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要的關(guān)鍵支撐技術(shù)。
那么，國(guó)家層面、地方政府層面出臺(tái)了一系列的支持政策，在2020年之前，大部分的意見(jiàn)是指導(dǎo)性、宏觀性。2020年之后，儲(chǔ)能政策越來(lái)越多，也更加具有針對(duì)性，比如說(shuō)電量電價(jià)、容量電價(jià)補(bǔ)償，還有容量租賃等等。
136號(hào)文出來(lái)之后，要求我們更多的運(yùn)用市場(chǎng)的手段來(lái)促進(jìn)儲(chǔ)能行業(yè)更平穩(wěn)快速穩(wěn)定的發(fā)展。
這是全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織對(duì)全球和中國(guó)在儲(chǔ)能裝機(jī)方面的預(yù)測(cè)，無(wú)論哪個(gè)口徑，未來(lái)儲(chǔ)能都將迎來(lái)大規(guī)模發(fā)展。
這是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理，用電低谷或電力過(guò)剩的時(shí)候，用電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮成高壓狀態(tài)，存在儲(chǔ)氣庫(kù)當(dāng)中，這個(gè)過(guò)程中也產(chǎn)生了大量的壓縮熱，然后進(jìn)行回收，這是儲(chǔ)存過(guò)程。
這是勢(shì)能過(guò)程，儲(chǔ)氣庫(kù)的高壓空氣釋放，經(jīng)過(guò)換熱器預(yù)熱進(jìn)入膨脹機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在規(guī)?？梢宰龅暮艽?，單機(jī)可以做到百兆瓦以上；其次，充放電時(shí)間很長(zhǎng)，4~10個(gè)小時(shí)；第三，壽命很長(zhǎng)，國(guó)際上1978年建的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，目前仍在正常運(yùn)行；第四，系統(tǒng)運(yùn)維成本也很低。此外，它的功能很多，調(diào)峰、調(diào)頻、輔助服務(wù)、黑啟動(dòng)等等。
國(guó)家能源局2023年發(fā)布了56個(gè)新型儲(chǔ)能示范試點(diǎn)項(xiàng)目，其中壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目有12個(gè)，2810兆瓦。
第二部分、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。
以工作原理和流程來(lái)分的話，壓縮空氣儲(chǔ)能分為兩類，第一類叫傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能，第二類就是新型壓縮空氣儲(chǔ)能。
傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能的典型代表是美國(guó)和德國(guó)，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能主要面臨著三個(gè)主要技術(shù)瓶頸：依賴于大型的儲(chǔ)氣洞穴、依賴于化石燃料、效率比較低。
從現(xiàn)在來(lái)看，國(guó)際上主要還是針對(duì)新型壓縮空氣儲(chǔ)能進(jìn)行研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，比如說(shuō)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能、等溫壓縮空氣儲(chǔ)能、水下壓縮空氣儲(chǔ)能、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能等等。
無(wú)論哪種儲(chǔ)能形式，都是為了解決上述三個(gè)主要技術(shù)瓶頸，比如說(shuō)液態(tài)空氣儲(chǔ)能，主要目的是擺脫對(duì)地理?xiàng)l件的限制，因?yàn)樗拿芏群芨?；蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能把壓縮過(guò)程中形成的壓縮熱回收，在膨脹發(fā)電的時(shí)候再利用，擺脫對(duì)化石材料的依賴。
根據(jù)儲(chǔ)氣形式的不同，壓縮空氣儲(chǔ)能也分為好幾類，主要有地下鹽穴、人工硐室及非煤礦山形成的采空區(qū)和巷道，比如金礦、銀礦、銅礦、鐵礦、鉬礦等等。
再就是水下壓縮空氣儲(chǔ)能，把它放到海底或者湖底，利用水的壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)，所以說(shuō)儲(chǔ)氣形式是多種多樣的。
接下來(lái)，我介紹兩個(gè)傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能，第一個(gè)是1978年建成的德國(guó)的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，290兆瓦，高壓空氣存儲(chǔ)在地下650~800米的地下鹽穴中，轉(zhuǎn)化效率42%。
第二個(gè)是美國(guó)1991年建成的110兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站，高壓空氣也是存儲(chǔ)在地下的巖穴當(dāng)中，效率是54%，目前傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能還有幾個(gè)國(guó)家在建，主要以美國(guó)為主。
新型壓縮空氣儲(chǔ)能，比如美國(guó)SustainX公司的等溫壓縮空氣儲(chǔ)能、液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能，Hydrostor公司和多倫多公司的水下壓縮空氣儲(chǔ)能。另外諾丁漢大學(xué)也做了關(guān)于柔性氣囊的研究開(kāi)發(fā)。
下面是我羅列的全球已經(jīng)投產(chǎn)的兆瓦級(jí)以上的壓縮空氣儲(chǔ)能電站，國(guó)外以美國(guó)、加拿大、英國(guó)為主，國(guó)內(nèi)是中科院工程熱物理所、清華大學(xué)、中國(guó)能建等等。
第三部分：中國(guó)科學(xué)院工程熱物理所在壓縮空氣儲(chǔ)能的進(jìn)展。
我們從2004年開(kāi)始研發(fā)，在北京的中關(guān)村做了15千瓦原理驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)臺(tái)，驗(yàn)證技術(shù)的可行性；2013年，在河北廊坊建成了1.5兆瓦系統(tǒng)；2016年在貴州畢節(jié)建成了10兆瓦系統(tǒng)；2021年在山東泰安肥城建成了10兆瓦系統(tǒng)；2022年河北張家口建成人工硐室壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)；2024年4月山東泰安肥城300兆瓦并網(wǎng)發(fā)電。
這是過(guò)去20年，研究所在壓縮空氣儲(chǔ)能方面的研發(fā)歷程，主要突破了三項(xiàng)關(guān)鍵難題：第一、寬負(fù)荷壓縮機(jī)和高負(fù)荷透平膨脹機(jī)技術(shù)；第二、高效超臨界蓄熱換熱技術(shù)；第三、系統(tǒng)的全工況優(yōu)化設(shè)計(jì)和集成技術(shù)。
這是我們建成的幾個(gè)示范項(xiàng)目，2013年建成的廊坊1.5兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站，評(píng)價(jià)為我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的一項(xiàng)重要突破，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平；2016年在貴州畢節(jié)建成的10兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能，系統(tǒng)效率60.2%，也是創(chuàng)造了壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的世界紀(jì)錄；2021年9月23號(hào)，山東肥城10兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電，參與山東省電力現(xiàn)貨交易市場(chǎng)，參與省電網(wǎng)公司的調(diào)度；2022年，河北張家口的100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，配備800兆瓦的風(fēng)電和光伏；2024年4月并網(wǎng)發(fā)電的山東肥城300MW壓縮空氣儲(chǔ)能電站，總投資15億，投資方是中儲(chǔ)國(guó)能，年發(fā)電量接近6億度，入選了山東省儲(chǔ)能示范項(xiàng)目等等。
中國(guó)儲(chǔ)能是研究所成立的產(chǎn)業(yè)化公司，目前，已建成項(xiàng)目423兆瓦，在建的項(xiàng)目有5套900兆瓦，已簽訂協(xié)議的有20套4765兆瓦。
總結(jié)一下，第一、儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和能源革命的關(guān)鍵支撐技術(shù)，已經(jīng)上升到國(guó)家戰(zhàn)略層面。
第二、壓縮空氣儲(chǔ)能是大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間尺度的儲(chǔ)能技術(shù)，具有規(guī)模大、壽命長(zhǎng)、成本低、綠色環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，是物理儲(chǔ)能當(dāng)中的典型代表，規(guī)模等級(jí)和效率可以與抽水蓄能電站相媲美。
第三、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化在國(guó)內(nèi)取得了重要進(jìn)展，且發(fā)展很快，已經(jīng)具備了規(guī)?；l(fā)展的基礎(chǔ)，將對(duì)我們國(guó)家新型能源體系的構(gòu)建，以及能源革命的轉(zhuǎn)型作出重要貢獻(xiàn)。
以上是我匯報(bào)的全部?jī)?nèi)容，謝謝！
