一、概述
压缩空气储能是一种基于燃气轮机发展而产生的储能技术，以压缩空气的方式储存能量。当电力富余时，利用电力驱动压缩机，将空气压缩并存储于腔室中；当需要电力时，释放腔室中的高压空气以驱动发电机产生电能。与抽水蓄能和蓄电池储能相比，压缩空气储能对地理条件要求较低，成本也与抽水蓄能相似，并且储能容量大，技术可靠，运行寿命长，是目前大规模储能领域极具潜力的发展方向之一。
三类储能形式优劣对比
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储能类型 |
优点 |
缺点 |
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抽水蓄能 |
技术成熟、效率较高、成本较低、大规模储能 |
启动速度慢，受地理环境、土木工程技术制约，建设周期长 |
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蓄电池储能 |
占地面积小，容量大，成本低 |
响应慢，选址受限 |
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压缩空气储能 |
比功率和比能量高，自放电小，污染小，单体电压高 |
成本高，一致性差 |
数据来源：观研天下整理
在产业链方面，压缩空气储能行业上游包括空气压缩机、透平膨胀机、蓄热换热系统等核心设备，以及储气盐穴资源等；在下游市场，压缩空气储能电站接入电网系统，服务于工业用电、商业用电、居民用电等部门，起到调峰、填谷、调频、调相、储能、事故备用等关键作用。
压缩空气储能行业产业链
数据来源：观研天下整理
二、发展现状
1、压缩空气储能正迎来商业化应用阶段
从商业化进程来看，我国压缩空气储能行业正处于逐步突破1-100MW级系统关键技术阶段，商业化项目（百MW级以上）正在快速推进，例如截止2021年，国际首套100MW先进压缩空气储能示范项目在张家口顺利并网，并且从整体来看其性能均处于国际领先水平；截至2022年6月，国内主要大型空气压缩储能项目包括江西瑞昌1GW/6GWh的压缩空气项目、山东泰安600MW级盐穴压缩空气储能创新示范工程、湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程等。
1991-2021年海内外部分压缩空气项目情况
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年份 |
项目名称 |
类型 |
规模 |
能效 |
参与单位 |
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1991 |
美国阿拉巴马商业化压缩空气储能电站 |
压缩空气 |
输出功率为110MW |
/ |
/ |
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2001 |
日本北海道压缩空气储能示范项目 |
压缩空气 |
输出功率为2MW |
/ |
/ |
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2018 |
英国曼彻斯特液态空气储能示范项目 |
液态空气 |
5MW/15MWh |
/ |
/ |
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2019 |
南澳大利亚州压缩空气储能示范项目 |
液态空气 |
5MW/10MWh |
/ |
/ |
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2013 |
河北廊坊1.5MW超临界压缩空气储能示范项目 |
临界压缩空气 |
1.5MW |
储能系统效率约52% |
中科院工程热物理研究所 |
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2014 |
安徽芜湖500kW压缩空气储能示范项目 |
压缩空气 |
500k |
储能效率为33% |
国家电网投资3000万元 |
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2017 |
贵州毕节10MW压缩空气储能验证平台 |
压缩空气 |
10MW |
额定工况下的效率为60.2% |
中科院工程热物理研究所研制 |
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2018 |
国网江苏同里500kW液态空气储能示范项目 |
液态空气 |
500kW |
/ |
国网全球能源互联网研究院、杭氧、川空 |
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2021 |
中盐金坛60MW盐穴压缩空气储能示范项目 |
压缩空气（盐穴） |
60MW |
储能系统设计效率为58.2% |
中盐集团、清华大学及中国华能 |
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2021 |
张家口100MW先进压缩空气储能示范项目 |
压缩空气 |
100MW/400MWh |
系统设计效率70.4% |
投资：张北巨人能源；技术：中科院工程热物理研究所；设备：中储国能；工程总承包：中国电建 |
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截至2022年6月底我国大型空气压缩储能项目
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开始时间 |
项目地点 |
项目名称 |
项目规模 |
参与单位 |
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2022.02 |
湖北应城 |
300MW级压缩空气储能电站示范工程 |
300MW |
国网湖北综合能源服务有限公司、中能建数字科技有限公司、应城市人民政府 |
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2022.02 |
山东泰安 |
山东泰安2*300MW级盐穴压缩空气储能创新示范工程 |
600MW |
中国能建数科集团、鲁银投资、国网山东省电力公司 |
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2022.02 |
江西九江 |
瑞昌市压缩空气储能调峰调频电站项目 |
1GW/6GWh |
葛洲坝能源重工有限公司 |
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2、压缩空气储能总装机容量为682.5MW，规划总装机量达5.38GW，规模效应使得成本下降
根据观研报告网发布的《中国压缩空气储能行业现状深度研究与未来前景调研报告（2022-2029年）》显示，目前，我国已建成/已开工的项目共有9个，主要是安徽芜湖500kW压缩空气储能示范项目、贵州毕节10MW压缩空气储能示范项目、同里综合能源服务中心内500kW液态空气储能示范项目等，总装机容量为682.5MW，同时正在规划建设的项目共有19个，规划总装机量达到5.38GW。
目前国内已建成/开工的压缩空气储能项目
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时间 |
项目 |
装机量（MW） |
容量（MWh） |
效率 |
投资额（亿元） |
单位成本（元/kW） |
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2013年建成 |
廊坊1.5MW超临界压缩空气储能示范项目 |
1.5 |
-- |
52.10% |
-- |
-- |
|
2014年建成 |
安徽芜湖500kW压缩空气储能示范项目 |
0.5 |
-- |
33% |
0.3 |
60000.00 |
|
2017年建成 |
贵州毕节10MW压缩空气储能示范项目 |
10 |
40 |
60.20% |
-- |
-- |
|
2018年建成 |
同里综合能源服务中心内500kW液态空气储能示范项目 |
0.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
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2021年并网 |
山东肥城10MW压缩空气储能调峰电站项目（一期） |
10 |
-- |
60%+ |
1 |
10000.00 |
|
2021年并网 |
金坛盐穴60MW压缩空气储能项目 |
60 |
300 |
60%+ |
5 |
8333.33 |
|
2021年并网 |
张家口100MW压缩空气储能示范项目 |
100 |
400 |
70.40% |
8.4 |
8400.00 |
|
2022年开工 |
湖北应城世界首台300MW压缩空气储能示范工程 |
300 |
-- |
70% |
-- |
6000.00 |
|
2022年开工 |
河南平顶山200MW先进压缩空气储电站项目 |
200 |
-- |
-- |
15 |
7500.00 |
数据来源：观研天下整理
而随着压缩空气储能的技术、效率和装机容量持续提升，规模效应使得单位成本明显下降，系统规模每提高一个数量级，单位成本下降可达30%左右。根据相关资料可知，现阶段，压缩空气储能每干瓦的造价大概是5000-6000元，已接近抽水蓄能的建设成本(约5500元/kW)，所以随着系统规模的提升，行业成本下降空间较大。
我国压缩空气储能项目的单位建设成本
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项目 |
单位建设成本（元/kW） |
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肥城10MW项目(一期)(2021年并网) |
1000.00 |
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金坛60MW项目(2021年并网) |
8333.33 |
|
张家口100MW项目(2021年并网) |
8400.00 |
|
应城300MW项目(2022年开工) |
6000.00 |
|
平顶山200MW项目(2022年开工) |
7500.00 |
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泰安2*300MW项目(2022年8月完成可研评审) |
5666.67 |
|
肥城300Mw项目(二期)(2022年立项) |
5000.00 |
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整体来看，2022-2025年，我国新增储能装机中压缩空气储能渗透率或将达10%，则新增装机6.59GW,预计2025年累计装机容量达到6.76GW，并且2026-2030年新增储能装机中压缩空气储能的渗透率有望为23%，则新增装机量36.39GW,预计2030年累计装机容量达到43.15GW。
数据来源：观研天下整理（WYD）
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