中國儲能網(wǎng)訊：作為能源存儲領(lǐng)域的重要分支，壓縮空氣儲能技術(shù)在過去一年中展現(xiàn)出了顯著的進(jìn)步與成就。從技術(shù)突破到商業(yè)化應(yīng)用，從政策扶持到市場需求，壓縮空氣儲能領(lǐng)域在多個維度上都取得了令人矚目的成果。
在技術(shù)層面，研發(fā)人員不斷攻克技術(shù)難關(guān)，提升儲能效率，降低生產(chǎn)成本，使得壓縮空氣儲能技術(shù)的市場競爭力得到了顯著提升。同時，多個大型示范項(xiàng)目的成功推進(jìn)，也驗(yàn)證了技術(shù)的可行性和商業(yè)化應(yīng)用的潛力。
在政策層面，各國政府紛紛出臺相關(guān)政策，加大對壓縮空氣儲能技術(shù)的支持力度，為產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的政策保障。這些政策的出臺，不僅推動了技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，也促進(jìn)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的快速發(fā)展。
此外，隨著可再生能源的快速推進(jìn)和電力市場的逐步放開，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的市場需求也呈現(xiàn)出不斷增長態(tài)勢。這一趨勢不僅為壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的市場空間，也為其在未來的能源轉(zhuǎn)型中扮演更加重要的角色奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
接下來，本文將從技術(shù)創(chuàng)新、市場需求以及政策支持等多個方面，對2024年壓縮空氣儲能領(lǐng)域的發(fā)展情況進(jìn)行全面而深入的總結(jié)，以期為大家呈現(xiàn)一個既全面又細(xì)致的行業(yè)年度發(fā)展概覽。
政策驅(qū)動，壓縮空氣儲能發(fā)展加速向前
2024年，壓縮空氣儲能技術(shù)得到了國家及地方政府的一系列政策支持。首先是國家層面，國家能源局等部門發(fā)布了多項(xiàng)政策文件，將壓縮空氣儲能納入能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)重點(diǎn)方向，并明確了其在新型儲能領(lǐng)域的重要地位；國家能源局綜合司發(fā)布《2024年能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)指南》，明確將電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等納入能源行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃立項(xiàng)重點(diǎn)方向，以標(biāo)準(zhǔn)支撐引領(lǐng)能源高質(zhì)量發(fā)展。
在地方層面，廣東、江蘇等地均有壓縮空氣儲能項(xiàng)目的示范應(yīng)用，并配套了相應(yīng)的資金補(bǔ)貼政策；廣州市出臺了《廣州市推進(jìn)新型儲能產(chǎn)業(yè)園區(qū)建設(shè)實(shí)施方案》，明確提出要推動壓縮空氣儲能等新型儲能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。還有一些地方政府通過完善電力市場機(jī)制、優(yōu)化電力調(diào)度等方式，為壓縮空氣儲能電站參與電力市場提供了便利。
技術(shù)革新：壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率有效提升
在技術(shù)領(lǐng)域，壓縮空氣儲能也得到了長足進(jìn)步。2024年4月湖北應(yīng)城和山東肥城兩個300MW壓縮空氣儲能電站相繼并網(wǎng)發(fā)電，共同貢獻(xiàn)了3.3GWh的儲能容量，標(biāo)志著中國在壓縮空氣儲能技術(shù)上取得了重大進(jìn)展。
然而，300MW單機(jī)規(guī)模并非中國壓縮空氣儲能技術(shù)發(fā)展的能力上限，而是新一輪挑戰(zhàn)的標(biāo)志性起點(diǎn)。在2024年年中，中能建數(shù)科與中儲國能相繼簽約了660MW壓縮空氣儲能項(xiàng)目，其中中能建數(shù)科發(fā)布的《世界首臺（套）中國能建660MW壓縮空氣儲能系統(tǒng)解決方案》更是將中國能建的300MW級壓縮空氣儲能系統(tǒng)成功提升至600MW級，再次刷新了行業(yè)記錄。
此外，湖北潛江360MW壓縮空氣儲能電站項(xiàng)目也在2024年7月進(jìn)行了可研評審，該項(xiàng)目將單機(jī)功率擴(kuò)容至360MW級，進(jìn)一步推動了壓縮空氣儲能技術(shù)向更大規(guī)模、更高效率的發(fā)展。同時，華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電二期項(xiàng)目也于2024年12月開工建設(shè)，該項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)兩套350兆瓦非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能機(jī)組，再次展示了中國在壓縮空氣儲能領(lǐng)域的強(qiáng)勁實(shí)力和廣闊前景。
在關(guān)鍵的研發(fā)環(huán)節(jié)，國內(nèi)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)也在不斷探索新的技術(shù)路線和解決方案。首先是儲熱技術(shù)的深度優(yōu)化，使得整個儲能系統(tǒng)的效率實(shí)現(xiàn)了大幅攀升，為能源的高效利用開辟了新路徑；其次是人工硐室技術(shù)的逐步成熟，為壓縮氣體儲能電站的建設(shè)提供了更為靈活和經(jīng)濟(jì)的解決方案；此外，壓縮機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的制造工藝也迎來了革新，進(jìn)一步提升了儲能系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。
盡管壓縮空氣儲能技術(shù)因其高效穩(wěn)定的表現(xiàn)，在壓氣儲能領(lǐng)域內(nèi)一直保持著領(lǐng)先地位，然而，在2024年液態(tài)空氣儲能與二氧化碳儲能等其他壓縮氣體儲能技術(shù)同樣展現(xiàn)出了蓬勃的發(fā)展活力與巨大潛力。9月1日，由東方電氣總承包的華電集團(tuán)木壘100萬千瓦二氧化碳壓縮空氣儲能綜合能源示范項(xiàng)目——10萬千瓦/100萬千瓦時二氧化碳儲能電站開工。12月31日，經(jīng)過3個月試運(yùn)行，位于石家莊的河北建投儲能技術(shù)有限公司1MW/4MWh液態(tài)空氣儲能電站，也圓滿完成并網(wǎng)發(fā)電與試運(yùn)行任務(wù)，建成國內(nèi)首個并網(wǎng)試運(yùn)行成功的液態(tài)空氣儲能電站，填補(bǔ)了國內(nèi)在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白。
協(xié)同合作，壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)鏈蓬勃發(fā)展
作為一種極具發(fā)展?jié)摿Φ拈L時儲能技術(shù)，壓縮空氣儲能的商業(yè)化進(jìn)程在近年來也取得了顯著進(jìn)展。
德國Huntorf壓縮空氣儲能電站是全球首座投入商業(yè)運(yùn)行的壓縮空氣儲能電站，自1978年服役以來，一直穩(wěn)定運(yùn)行。其機(jī)組壓縮機(jī)組功率為60MW，釋能輸出功率為290MW，是目前世界上最大容量的壓縮空氣儲能電站之一。該電站主要充當(dāng)緊急備用電源角色，并在電網(wǎng)中發(fā)揮了重要的調(diào)峰調(diào)頻作用。
美國McIntosh壓縮空氣儲能電站于1991年投入商業(yè)運(yùn)行，在德國Huntorf儲能電站的基礎(chǔ)上增加了膨脹機(jī)排氣余熱再利用系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的熱效率。其壓縮機(jī)組功率為50MW，發(fā)電功率為110MW，儲氣洞穴在地下450m，總?cè)莘e為56萬m3。該電站同樣在電網(wǎng)中發(fā)揮了重要的儲能和調(diào)峰作用。
除了德國和美國外，其他國家也積極開展了壓縮空氣儲能電站的示范工程建設(shè)。例如，日本在北海道空知郡建成了膨脹機(jī)輸出功率為2MW的壓縮空氣儲能示范工程，儲氣壓力為8MPa。加拿大能源商Hydrostor公司將南澳大利亞州的一處廢棄鋅礦洞穴改造為地下儲氣洞穴，依托此洞穴建設(shè)了容量為5MW/10MWh的壓縮空氣儲能示范電站。
在國內(nèi)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的逐步降低，壓縮空氣儲能的應(yīng)用場景也在不斷拓展，從最初的電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻等輔助服務(wù)，逐漸擴(kuò)展到新能源消納、分布式能源系統(tǒng)等領(lǐng)域。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2024年12月底全國備案壓縮空氣儲能相關(guān)項(xiàng)目52個，總投資186.0131億元，規(guī)模合計(jì)7.581GW/25.982GWh。其中最大投資備案項(xiàng)目為瑞昌壓縮空氣儲能調(diào)峰調(diào)頻電站一期項(xiàng)目，項(xiàng)目單位是江西坤瀚儲能科技有限公司，項(xiàng)目投資30億元。
最大規(guī)模項(xiàng)目為300MW/4000MWh的山東無棣300MW/4000MWh新型壓縮二氧化碳熔鹽儲能綠色蒸汽示范項(xiàng)目，項(xiàng)目單位是無棣縣藍(lán)銳新能源產(chǎn)業(yè)有限公司，主要應(yīng)用的技術(shù)是壓縮二氧化碳熔鹽儲能。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2024年12月底國內(nèi)應(yīng)用壓縮空氣儲能技術(shù)的招標(biāo)項(xiàng)目，共計(jì)9個，規(guī)模合計(jì)1.7GW/8.7GWh。主要建設(shè)地區(qū)集中于西北、華中、華東、東北等地，招標(biāo)內(nèi)容涵蓋EPC、儲能設(shè)備兩大類別。
其中最大規(guī)模項(xiàng)目為黑龍江省吉能寶清350MW/1750MWh壓縮空氣儲能國家級示范項(xiàng)目，工程總規(guī)劃建設(shè)350MW/1750MWh(360℃)壓縮空氣儲能+(6MW/1.5MWh飛輪)混合儲能電力調(diào)峰調(diào)頻電站(壓縮時長7h，發(fā)電時長5h)。
逐步活躍的市場表現(xiàn)使得壓縮空氣儲能的商業(yè)化前景更加廣闊，整個產(chǎn)業(yè)鏈呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢，上下游企業(yè)間的協(xié)同合作日益緊密。在此背景下，壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)鏈被明確劃分為三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)：上游聚焦于資源與設(shè)備供應(yīng)，奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)；中游致力于項(xiàng)目開發(fā)建設(shè)，推動技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用落地；下游則關(guān)乎電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營及多元化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)儲能價值的最大化。
前沿探索，代表性壓縮空氣儲能項(xiàng)目詳情盤點(diǎn)
雙重考驗(yàn)：技術(shù)創(chuàng)新與故障率降低的迫切需求
在一片利好的同時我們也需要看到在現(xiàn)階段壓縮空氣儲能技術(shù)仍面臨著一些挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)既源于技術(shù)本身的不成熟性，也受制于高昂的建設(shè)和運(yùn)營成本。
技術(shù)成熟度是壓縮空氣儲能技術(shù)面臨的首要挑戰(zhàn)。在實(shí)際應(yīng)用過程中，設(shè)備故障頻發(fā)、系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定等問題時有發(fā)生，這不僅影響了儲能系統(tǒng)的整體性能和可靠性，也對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行構(gòu)成了潛在威脅。這些問題需要在材料科學(xué)、熱力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)等多個領(lǐng)域進(jìn)行更深入的研究和探索，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性和耐久性。
與此同時，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的建設(shè)和運(yùn)營成本也是制約其廣泛應(yīng)用和商業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵因素。儲氣設(shè)施、壓縮和釋放系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等多個組成部分的復(fù)雜性和技術(shù)難度，導(dǎo)致了系統(tǒng)整體投資成本居高不下。高昂的建設(shè)成本不僅增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也限制了該技術(shù)在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用推廣。此外，運(yùn)營成本的高占比也對壓縮空氣儲能技術(shù)的商業(yè)化進(jìn)程構(gòu)成了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
然而，挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存。面對這些難題，技術(shù)人員和產(chǎn)業(yè)界正在積極尋求解決方案。一方面，通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝改進(jìn)，不斷提升系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，降低故障率，延長設(shè)備壽命；另一方面，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、采用新材料和新技術(shù)，以及規(guī)模化生產(chǎn)等方式，努力降低建設(shè)和運(yùn)營成本，提高壓縮空氣儲能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性和市場競爭力。
此外，政策的支持和市場的引導(dǎo)也是推動壓縮空氣儲能技術(shù)發(fā)展的重要力量。政府可以出臺相關(guān)政策，鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級；同時，通過市場機(jī)制引導(dǎo)資本流向，促進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用和推廣。
寫在結(jié)尾：
2024年，壓縮空氣儲能領(lǐng)域在技術(shù)創(chuàng)新、市場應(yīng)用和政策支持等方面均取得了顯著進(jìn)展。隨著全球?qū)η鍧嵞茉春透咝δ芗夹g(shù)的需求日益增長，壓縮空氣儲能技術(shù)憑借其大容量、長壽命、經(jīng)濟(jì)性良好的優(yōu)勢，逐漸成為了儲能領(lǐng)域的新寵。
展望未來，隨著技術(shù)的不斷成熟和市場的進(jìn)一步拓展，壓縮空氣儲能技術(shù)有望在能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。然而，我們也應(yīng)清醒地認(rèn)識到，壓縮空氣儲能技術(shù)仍面臨著一些挑戰(zhàn)，如技術(shù)穩(wěn)定性、建設(shè)和運(yùn)營成本等。因此，我們需要繼續(xù)加大研發(fā)投入，推動技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，同時加強(qiáng)政策引導(dǎo)和市場機(jī)制建設(shè)，為壓縮空氣儲能技術(shù)的未來發(fā)展創(chuàng)造更加有利的條件。
總之，2024年是壓縮空氣儲能領(lǐng)域迎來顯著進(jìn)展的一年，各種創(chuàng)新技術(shù)和應(yīng)用模式層出不窮，極大地推動了該領(lǐng)域的快速發(fā)展。同時，這也是一個充滿挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存的年份，技術(shù)瓶頸、成本問題、市場需求等都需要我們共同面對和解決。然而，我們有充分的理由相信，在研發(fā)人員的不懈探索、產(chǎn)業(yè)界的積極推動以及政府的政策支持下，壓縮空氣儲能技術(shù)將不斷克服各種挑戰(zhàn)，迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
