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我国压缩空气储能行业发展现状:商业化应用将加速 规划总装机量达5.38GW

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

储能类型

优点

缺点

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

蓄电池储能

占地面积小,容量大,成本低

响应慢,选址受限

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

年份

项目名称

类型

规模

能效

参与单位

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

/

/

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

/

/

2018

英国曼彻斯特液态空气储能示范项目

液态空气

5MW/15MWh

/

/

2019

南澳大利亚州压缩空气储能示范项目

液态空气

5MW/10MWh

/

/

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

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

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

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

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

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

数据来源:观研天下整理

截至20226月底我国大型空气压缩储能项目

开始时间

项目地点

项目名称

项目规模

参与单位

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

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

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

数据来源:观研天下整理

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

时间

项目

装机量(MW

容量(MWh

效率

投资额(亿元)

单位成本(元/kW

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

--

--

--

--

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

项目

单位建设成本(元/kW

肥城10MW项目(一期)(2021年并网)

1000.00

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

泰安2*300MW项目(20228月完成可研评审)

5666.67

肥城300Mw项目(二期)(2022年立项)

5000.00

数据来源:观研天下整理

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。

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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