2024年，壓縮空氣儲(chǔ)能作為一種新型儲(chǔ)能技術(shù)異軍突起，山東、湖北等地的壓縮空氣儲(chǔ)能電站相繼并網(wǎng)發(fā)電，引發(fā)市場(chǎng)關(guān)注。

壓縮空氣儲(chǔ)能被業(yè)內(nèi)形象地稱為“空氣充電寶”。受訪人士對(duì)記者表示，壓縮空氣儲(chǔ)能作為一種新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，可緩解新能源“隨機(jī)性、間歇性、波動(dòng)性”問(wèn)題，且具有建設(shè)周期短、規(guī)模大、安全可靠等特點(diǎn)。預(yù)計(jì)壓縮空氣儲(chǔ)能在整個(gè)儲(chǔ)能體系中的占比有望達(dá)30%左右。

多點(diǎn)開(kāi)花

2024年年初，國(guó)家能源局發(fā)布2024年第1號(hào)公告，將“山東省肥城市300MW/1800MWh壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目”等56個(gè)項(xiàng)目列為新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目，涵蓋鋰離子電池儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、液流電池儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等多種技術(shù)路線。其中，壓縮空氣儲(chǔ)能占比達(dá)兩成。

2024年，隨著湖北應(yīng)城300MW/1500MWh壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目及山東肥城300MW/1800MWh壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目等相繼并網(wǎng)發(fā)電成功，壓縮空氣儲(chǔ)能步入發(fā)展快車道。“2024年有多個(gè)大規(guī)模的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目建成且并網(wǎng)發(fā)電，新增規(guī)模是之前20年累計(jì)裝機(jī)規(guī)模的三倍以上。”中儲(chǔ)國(guó)能總經(jīng)理紀(jì)律表示。

“充電寶有儲(chǔ)電和發(fā)電兩個(gè)功能，壓縮空氣儲(chǔ)能的介質(zhì)是空氣，它也有儲(chǔ)和發(fā)兩個(gè)運(yùn)行狀態(tài)，可以形象類比為‘空氣充電寶’。”紀(jì)律告訴中國(guó)證券報(bào)記者。

紀(jì)律介紹稱，壓縮空氣儲(chǔ)能電站的電不是憑空產(chǎn)生的，而是來(lái)自電網(wǎng)的電，特別是深夜電網(wǎng)運(yùn)行低谷時(shí)多余的電，或者是風(fēng)能、光伏發(fā)電中產(chǎn)生的棄風(fēng)電、棄光電。首先，通過(guò)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將空氣從常壓狀態(tài)壓縮到高壓狀態(tài)，空氣被壓縮后會(huì)產(chǎn)生大量熱量，被儲(chǔ)存到儲(chǔ)熱系統(tǒng)中。其次，經(jīng)過(guò)壓縮后的高壓空氣會(huì)被存儲(chǔ)到儲(chǔ)氣庫(kù)或鹽穴、人工罐體等之中。

“而在需要發(fā)電的時(shí)候，把高壓空氣釋放，并用儲(chǔ)存的壓縮熱能給空氣先預(yù)熱，升溫之后驅(qū)動(dòng)透平膨脹機(jī)運(yùn)行，透平膨脹機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后連接發(fā)電機(jī)發(fā)電，放電的過(guò)程相當(dāng)于將空氣的壓力能和熱能轉(zhuǎn)化為電能。”紀(jì)律說(shuō)。

值得注意的是，壓縮空氣儲(chǔ)能并不是新生事物。記者了解到，早在上世紀(jì)70年代，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能在國(guó)際上已有發(fā)展。據(jù)悉，傳統(tǒng)壓縮空氣發(fā)電系統(tǒng)在膨脹發(fā)電環(huán)節(jié)需要燃燒天然氣，對(duì)化石燃料的依賴性較強(qiáng)。為提升壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能效率、降低成本，先后出現(xiàn)了蓄熱壓縮空氣儲(chǔ)能、液態(tài)空氣儲(chǔ)能等新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。

技術(shù)優(yōu)勢(shì)突出

記者調(diào)研了解到，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)具有長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、低成本，環(huán)保性能優(yōu)越，建設(shè)周期短，安全性能高等特點(diǎn)。

壓縮空氣儲(chǔ)能功率與容量解耦，可滿足4-10小時(shí)及以上的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求。

“空氣壓縮儲(chǔ)能的儲(chǔ)能介質(zhì)是空氣，其是取之不盡、用之不竭的。在所有儲(chǔ)能技術(shù)中，空氣壓縮儲(chǔ)能成本相對(duì)比較低。”紀(jì)律說(shuō)。

中儲(chǔ)國(guó)能市場(chǎng)負(fù)責(zé)人郭少峰表示，當(dāng)前大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能全壽命度電成本為0.2元/kWh-0.3元/kWh，產(chǎn)業(yè)化后初始投資成本為800元/kWh-1500元/kWh，基本能夠?qū)?biāo)抽水蓄能。

另外，壓縮空氣儲(chǔ)能電站的使用壽命可達(dá)30年-50年，建設(shè)周期為2年，布局靈活，沒(méi)有地理位置限制，不燃燒化石燃料，無(wú)污染物排放。

以山東肥城國(guó)際首套300MW/1800MWh先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范電站為例，“該電站具備300MW的發(fā)電功率，能同時(shí)給幾十萬(wàn)戶居民供電，瞬時(shí)發(fā)電能力非常強(qiáng)，一次充滿可以發(fā)電180萬(wàn)度，每小時(shí)發(fā)電30萬(wàn)度，可發(fā)6個(gè)小時(shí)。”紀(jì)律告訴記者。

長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。“目前，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能在整個(gè)儲(chǔ)能體系中的占比超過(guò)60%，而抽水蓄能作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的主要形式，2023年年底的占比達(dá)59%。預(yù)計(jì)未來(lái)壓縮空氣儲(chǔ)能在整個(gè)儲(chǔ)能體系中的占比有望達(dá)30%左右。”紀(jì)律說(shuō)。

上市企業(yè)加快布局

國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2024年底，我國(guó)發(fā)電總裝機(jī)約33.2億千瓦，發(fā)電量10萬(wàn)億千瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)5.7%；新型電力系統(tǒng)加快構(gòu)建，累計(jì)建成新型儲(chǔ)能超過(guò)6000萬(wàn)千瓦，新型儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新不斷涌現(xiàn)，調(diào)度運(yùn)用能力持續(xù)增強(qiáng)。

隨著新能源發(fā)電量的快速增長(zhǎng)，電網(wǎng)對(duì)電力靈活性和穩(wěn)定性的要求不斷提升。作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)顯著。

近期，多家上市公司發(fā)布關(guān)于布局壓縮空氣儲(chǔ)能的新動(dòng)態(tài)。

中國(guó)能建在互動(dòng)平臺(tái)表示，近年來(lái)，公司積極布局壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。云南能投表示，其昆明安寧350MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，目前可行性研究報(bào)告已完成評(píng)審。中綠電表示，公司在青海的液態(tài)空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目采用新一代的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。

陜鼓動(dòng)力表示，公司持續(xù)開(kāi)展壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與提升，完成了高溫材料應(yīng)用技術(shù)等現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證及成果推廣，可以提供當(dāng)前儲(chǔ)能領(lǐng)域容量最大的壓縮機(jī)組系統(tǒng)解決方案，具備了從中溫到高溫、從小型10MW到大型660MW不同儲(chǔ)能規(guī)模的壓縮空氣儲(chǔ)能核心設(shè)備設(shè)計(jì)制造能力。

國(guó)家能源局能源節(jié)約和科技裝備司副司長(zhǎng)邊廣琦表示，國(guó)家能源局積極引導(dǎo)各地科學(xué)建設(shè)并合理調(diào)用新型儲(chǔ)能，推動(dòng)新型儲(chǔ)能充分發(fā)揮“超級(jí)充電寶”功效，為頂峰時(shí)段電力保供貢獻(xiàn)了關(guān)鍵力量。中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟表示，在新的儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目中，百兆瓦級(jí)和中長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能將成常態(tài)。預(yù)計(jì)我國(guó)在2030年長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)約2300萬(wàn)千瓦，占同期新型儲(chǔ)能裝機(jī)總規(guī)模的20%。