站在一级商场风口上的压缩空气储能

2022年3月发布的《“十四五”新式储能展开实施方案》提出，将百兆瓦级紧缩空气储能关键技能作为“十四五”新式储能中心技能装备攻关要点方向之一。

这一规划的提出，让本来小众的紧缩空气储能技能开端愈加遭到风险出资的重视。实践上，在规划提出来之前，紧缩空气储能技能现已站到了一级商场的风口上。

2022年1月10日，加拿大的先进紧缩空气储能公司 Hydrostor取得来自出资银行公司Goldman Sachs的财物办理集团2.5亿美元出资。这是紧缩空气储能职业有史以来取得的最大的单笔出资。

2021年10月，国内的先进紧缩空气储能设备公司中储国能(北京)技能有限公司(以下简称“中储国能”)宣告完结新一轮1.8亿元Pre-A轮融资，由招银世界领投，天使轮领投方、老股东中科创星追投，联想之星、普华本钱、华控基金、南京麒麟等组织跟投。此前，2020年12月底中储国能取得了由中科创星、株洲高科领投的1.6亿元天使轮出资。

所谓紧缩空气储能是一种能够完结大容量和长期电能存储的电力储能体系，可将低谷电能、风能、太阳能等不容易贮藏的电力用于紧缩空气，将紧缩后的高压空气密封在储气设备中，在需求时给开释出来，再转化为电能的方法，被认为是继抽水蓄能之后第二大适宜GW级大规划、长期的电力储能的技能。

我国动力研讨会储能专委会主任、中科院工程热物理所研讨员陈海生在2022年1月对媒体表明，“在新式电力体系制作和‘双碳’方针的需求牵引下，长期大容量的储能需求会越来越多，对紧缩空气储能在未来几年完结工业化，我全体持乐观态度。”

大规划长期储能

在双碳布景下，各种储能技能争奇斗艳

从贮存能量类型的视点分类，储能技能首要能够分为热储能、电储能和氢储能几大类。其间，电储能分为机械储能、电化学储能和电磁储能这几种最常用的储能方法，紧缩空气储能归于与抽水蓄能、飞轮储能并排的机械储能方法之一。

从原理来看 ，紧缩空气储能体系是以高压空气压力能作为能量贮存方法，并在需求时经过高压空气胀大做功来发电的体系，其技能原理展开自燃气轮机，即由高速旋转叶轮构成的，将燃料焚烧产生的热能直接转化成机械功对外输出的回转式动力机械。

在储能时段，紧缩空气储能体系运用低谷电能、风能或太阳能带动紧缩机，将电能转化为空气压力能，随后高压空气被密封存储于作废的矿井、岩洞、抛弃的油井或许人工的储气罐中;释能时段，经过放出高压空气推进胀大机，将存储的空气压力能再次转化为机械能或许电能。

紧缩空气储能体系与燃气轮机的不同之处在于，燃气轮机的紧缩机和胀大机是一起处于作业状况，而紧缩空气储能体系中的紧缩进程和胀大进程却是分时进行作业。

依据中科院的研讨，紧缩空气体系能够贮存的能量很大。当紧缩空气压力为100倍大气压、温度为环境温度时，1立方米空气内部的能量(可转化为电能)为12.9度电;当压力增至200倍大气压时，1立方米空气贮存电能为28.3度，进一步将空气加热至300摄氏度，可开释的电能变为54.4度。

一起，缩空气储能具有作业时刻和寿数长、场所约束少、经济功能好、安全功能高级多个长处，被认为是继抽水蓄能之后第二大适宜GW级大规划长期的电力储能的技能。

具体来说，紧缩空气储能体系能够继续作业数小时乃至数天，作业时刻长，经过较好的保护寿数能够到达40-50年，挨近抽水蓄能的50年，并且功率能够到达60%左右，挨近抽水蓄能电站;传统大将紧缩空气贮存在适宜的地下矿井或许熔岩下的窟窿中是最经济的方法，可是现代紧缩空气贮存的解决方法是能够用地上储气罐替代岩洞;制作本钱和运转本钱比较低，低于钠硫电池或液流电池，并且也低于抽水蓄能电站，具有很好的经济性，跟着绝热材料的运用，运用少数或不运用天然气或石油等燃料加热紧缩空气，燃料本钱占比逐步削减;紧缩空气储能运用的质料是空气，不会焚烧，没有爆破的风险，不产生任何有毒的气体，如果产生储气罐漏气事端，罐内压力会突然下降，空气既不会爆破也不会焚烧，安全系数高。

当然，这项技能也就有不少缺陷，依据陈海生的介剖析，一是它的体系是在燃气轮机基础上改造来的，体系功率不行，比电化学储能的85%到90%的功率低;二是需求焚烧天然气或许其他化石燃料;三是需用储气窟窿来进行储气，受地舆条件约束。

盖茨、高盛纷繁入局

从全球来看，紧缩空气储能尽管已有40多年的工业化前史，但全体的工业规划还比较小。

全球第一座是1978年投入商业运转的德国Huntorf电站。现在仍在运转中，是世界上最大容量的紧缩空气储能电站，首要用于热备用和滑润负荷。机组的紧缩机功率60MW，释能输出功率为290MW。体系将紧缩空气存储在地下600m的抛弃矿洞中，矿洞总容积达3.1×105m3，紧缩空气的压力最高可达10MPa。机组可接连充气8h，接连发电2h。该电站在1979年至1991年期间共发动并网5000屡次，均匀发动可靠性97.6%。实践运转功率约为42%。

第二座是1991年投入商业运转的美国Alabama州的McIntosh紧缩空气储能电站。储能电站紧缩机组功率为50MW，发电功率为110MW。储气窟窿在地下450m，总容积为5.6×105m3，紧缩空气储气压力为7.5MPa。能够完结接连41h空气紧缩和26h发电，机组从发动到满负荷约需9min。该电站由Alabama州电力公司的动力控制中心进行远距离自动控制。实践运转功率约为54%。

日本于2001年投入运转的上砂川盯紧缩空气储能演示项目，坐落北海道空知郡，输出功率为2MW，是日本开发400MW机组的工业实验用中心机组。它运用抛弃的煤矿坑(约在地下450m处)作为储气窟窿，最大压力为8MPa。

2003年，其时的瑞士ABB公司(后并入法国的阿尔斯通公司)正在开发联合循环紧缩空气储能发电体系。储能体系发电功率为422MW，空气压力为3.3MPa，体系充气时刻为8h，储气窟窿为硬岩地质，选用水封方法

值得一提的是，2008年建立的光帆动力(LightSail Energy)是紧缩空气储能职业最有名的创业公司，截止2016年2月公司累积融资7000万美元，其股东包含科斯拉出资、比尔盖茨和彼得蒂尔、道达尔石油等。但终究烧光出资人的钱之后在2018年不幸关闭了。

比较之下，在LightSail Energy建立2年之后的别的一家紧缩空气储能创业公司Hydrostor，就走运得多了。它尽管在前期融资很少，首要靠政府的支撑资金，但从2019年开端，先后完结3700万美元、800万美元和2.5亿美元三笔风险出资融资，改写了职业的融资纪录。

依据官网材料显现，它现在只制作了一个商业运营的 2.2MW/10MWh+ 体系，2019年在加拿大安大略省运营，但它现在在澳大利亚和加利福尼亚具有 1.1GW/8.7GWh 的规划项目。

这家公司取得近3亿美元融资的原因在于其技能的立异性——运用液体储热设备来保存热量，将体系循环功率从曾经的40%提升到65%;挑选地下岩层打造储气空间，然后提升了建厂选址的灵活性。因而，其对外声称其装机本钱仅为1.6元人民币/Wh，远低于职业均匀水平。

依据智研咨询的计算，截止2020年末，紧缩空气储能在全球储能装机规划中的占比仅为0.2%，在我国储能装机规划中的占比仅为0.03%。

工业化可期

与国外比较，我国最近两年在方针上鼓舞紧缩空气储能技能，演示运用上不断立异。

在方针层面，2019年月31日，工信部发布《首台(套)严重技能装备推广运用辅导目录(2019年版)》，专门说到紧缩空气储能体系，要求每套额定功率≥100MW;体系功率≥65%;寿数≥30 年。

2021年7月23日，发改委、动力局印发《关于加速推进新式储能展开的辅导定见》明确提出要完结紧缩空气、液流电池等长时储能技能进入商业化展开初期。

2021年10月，中共中央、国务院印发的《关于完好精确全面遵循新展开理念做好碳达峰碳中和作业的定见》明确提出，加强电化学、紧缩空气等新式储能技能攻关、演示和工业化运用。

在方针的鼓舞之下，国内现已有多个演示项目。其间，金坛盐穴紧缩空气储能项目是紧缩空气储能范畴仅有的国家演示工程，也是首个商业化运用的盐穴紧缩空气发电站。一期工程发电装机60兆瓦，储能容量300兆瓦时，远期制作规划1000兆瓦。估计电-电转化功率将达60%。

该项目由中盐集团、我国华能集团和清华大学共同开发制作，截止2021年8月正在进行主设备及相关辅佐体系装置。

另一个值得重视的紧缩空气储能演示项目为张北县百兆瓦先进紧缩空气储能，制作规划为100MW/400MWh，体系规划功率达70.4%，项目由张北伟人动力有限公司(伟人集团)出资，由中储国能(北京)技能有限公司供给全套设备，技能来历为我国科学院工程热物理研讨所。

该项目已于2021年12月完结首要设备装置及体系集成，顺畅并网，现在已进入体系带电调试阶段，各项调试作业稳步展开，相关技能参数杰出。