我国空气储能行业现状：国家重视程度上升盐穴资源支撑产业储气需求

2022-10-12 12:14

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一、概述

目前，较为成熟的大规模储能技术主要有抽水蓄能、蓄电池储能以及压缩空气储能3种，其中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

在技术研发方面，空气储能有传统压缩空气储能、蓄热式压缩空气储能（TS-CAES）、液态压缩空气储能（LAES）、超临界压缩空气储能（SC-CAES）四种技术路径。

不同技术路径空气储能系统的优缺点对比

技术路径	优点	缺点
传统压缩空气储能	--	1）需要消耗化石燃料补燃2）效率低，通常不高于54%3）依赖于储气洞穴
蓄热式压缩空气储能（TS-CAES）	1）不需要补燃，节约化石燃料2）能量回收以提高系统效率3）可利用外界热源以进一步提高效率4）技术较成熟，我们认为初具商业化条件	增加多级换热及储热，占地面积和投资有所增加
液态压缩空气储能（LAES）	1）不受地理环境限制2）能量密度大	1）依赖化石燃料输入2）系统性能受回热器的影响较大
超临界压缩空气储能（SC-CAES）	1）效率高2）能量密度高3）不需要补燃，节约化石燃料	技术仍有待突破

数据来源：观研天下整理

在产业链方面，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，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。

空气储能行业产业链

<strong>空气储能行业产业链</strong>

数据来源：观研天下整理

二、发展现状

1、国家大力支持新型储能发展，空气储能行业得到重视

2021年7月，国家发展改革委、国家能源局发布的《关于加快推动新型储能发展的指导意见》提出到2025年，新型储能实现从商业化初期到规模化发展转变，装机规模达到30GW以上。新型储能得到大力发展，尤其是当中的空气储能受到重视，在2022年3月发改委、能源局颁布的《“十四五”新型储能发展实施方案》提出，将百兆瓦级压缩空气储能关键技术作为“十四五”新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。

2021-2022年3月国家出台鼓励空气储能行业发展相关政策

日期	部门	文件名称	核心内容
2021.5	发改委	《关于进一步完善抽水蓄能价格形成机制的意见》	以竞争性方式形成电量电价，将容量电价纳入输配电价回收。
2021.7	发改委、能源局	《关于加快推动新型储能发展的指导意见》	到2025年，新型储能装机规模达3000万千瓦以上。健全“新能源+储能”项目激励机制。
2021.7	改革委	《关于进一步完善分时电价机制的通知》	上年或当年预计最大系统峰谷差率超过40%的地方，峰谷电价价差原则上不低于4:1；其他地方原则上不低于3:1。
2021.8	发改委、能源局	《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网规模的通知》	由电网承担消纳任务的保障性规模（部分省份也要求配一定能比例的储能，储能配置要求为10%功率、2小时）；市场化部分配置15%功率、4小时的配置（鼓励20%、4小时）的调峰资源。
2021.9	能源局	《抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）》	到2025年，抽水蓄能投产总规模较“十三五”翻一番，达到6200万千瓦以上；到2030年，抽水蓄能投产总规模较“十四五”再翻一番，达到1.2亿千瓦左右。8月份公布的规划储备项目单共551个计6.79亿千瓦。
2022.3	发改委、能源局	《“十四五”新型储能发展实施方案》	推动新型储能技术发展应用，提出到2025年，新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段、具备大规模商业化应用条件

数据来源：观研天下整理

2、上游盐穴储气能有力支撑压缩空气储能系统的储气需求

盐穴储气是采用人工方法在地下较厚的盐岩层或盐丘层中制造洞穴形成空间以储存气体的技术。盐穴储气可以与空气储能系统充分结合，解决大型空气储能电站的大容量储气问题，其主要优点包括：

优点	简介
建设成本低	盐穴储气的压缩空气储能发电系统储气的成本约为6~10 USD/（kW-h），其投资大约只相当于地面压力容器库的1/10
占地面积小	盐穴储气库的地面设备简单，占地面积小。例如，建设容积为3x10⁵m³盐穴储气库，其地面井口装置占地不超过100m²；对比而言，储气量5x10⁴m³的地面压力容器储气库，需占地8x10⁴m²左右
技术成熟	作为一种常规大容量的储气技术，盐穴造腔技术十分成熟，且施工方法简单可靠。此外，可以较为精确地控制盐穴的构造形状，以满足高储气压力对于盐穴储气库结构稳定性的要求
密封性好	盐岩具有非常低的渗透率与良好的蠕变特性，能够保证储存溶腔的密闭性，盐穴储气泄漏量仅为总储气量的10^-6~10^-5
储气压力高	盐穴储气库深埋于地下数百米至上千米，可以承受较高的储气压力。岩盐与高压空气接触时没有化学反应，同时不会溶解，从而不影响储存介质（空气）的质量
安全稳定	盐岩的力学性能稳定，具有损伤自我恢复功能，能够适应储存压力交替变化，用于压缩空气储能具有可靠性

数据来源：观研天下整理

根据观研报告网发布的《中国空气储能行业发展深度研究与投资趋势调研报告（2022-2029年）》显示，目前，我国现有盐穴约1.3×108m3，盐穴资源丰富，在东部地区主要分布在江苏省（金坛盐穴容量14.3×106m3）、河南省、湖北省、江西省等地。但是，整体来看我国现阶段已利用的盐穴仅有40多个，仅占总量的0.2%，大部分的盐穴资源仍然是闲置状态，可利用的空间巨大。

我国东部盐穴资源容量

序号	盐穴名称	所在省份	容量/(10⁶m³)
1	金坛	江苏	14.3
2	淮安	江苏	10
3	平顶山	河南	4
4	应城	湖北	8
5	樟树	江西	10
6	潜江	湖北	4

数据来源：观研天下整理

3、空气储能正迎来商业化应用

从目前空气储能的商业化进程来看，已经经历过试验示范阶段（即：KW级），正在突破1-100MW级系统关键技术，商业化项目（百MW级以上）正在大规模上马。

截至2022年6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