2021年7月15日，国家发改委、能源局发布了《关于加快推动新型储能发展的指导意见》。这是自2017年能源局联合五部委发布《关于促进我国储能技术与产业发展的指导意见》后，第二部针对储能产业的国家级综合性政策文件。意见提出，到2025年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，在高安全、低成本、高可靠、长寿命等方面取得长足进步，装机规模达3000万千瓦以上。新型储能成为能源领域碳达峰碳中和的关键支撑之一。

压缩空气储能技术（Compressed Air Energy Storage，CAES）以其储能容量大、寿命长、效率高、响应速度快、安全可靠等突出优势被视为一种极具潜力的大规模储能技术。该技术利用低谷电（或光伏、风电弃电）用压缩机将空气压缩并存于储气室，待高峰电时将空气加热从储气室释放驱动发电，能够有力支撑当地电网调峰需求，促进电力系统安全平稳运行，缓解峰谷差造成的电力供应紧张局面，在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的应用价值。

1、技术发展脉络

自从1949 年Stal Laval 提出压缩空气储能以来，其技术不断发展革新，根据所用技术的不同，可将CAES 系统分为三代。第一代系统中，压缩空气与燃料混合燃烧，类似于燃气轮机，称为传统的补燃式CAES 系统（Traditional CAES，T-CAES），但该系统存在对化石燃料有依赖、循环效率不高（40%以上）的问题；第二代系统中增加回热装置，回收排烟余热，称为带回热的CAES 系统（Regenerative CAES，R-CAES），储能效率有所提高（50%以上）；第三代系统中压缩或膨胀过程绝热，并增加储热装置，利用压缩空气时产生的大量压缩热，使用储热装置进行回收，在发电过程中，再使用该热源对压缩空气进行预热，从而提高系统效率（可达70%），具体技术路线包括先进绝热CAES系统（Advanced Adiabatic CAES，AA-CAES）、液态CAES系统（1iquid CAES，LAES）、超临界CAES系统（supercritical CAES，SC-CAES）等。绝热式CAES技术不仅环保（不采用燃料，故可称为“非补燃式”），而且在能效方面也比传统CAES技术更具竞争力。

2、技术原理

传统压缩空气储能主要由三个过程组成：压缩空气、储存空气和膨胀释能。在储能期间，空气通过压气机被压缩，然后储存于在储气室中；在释能期间，高压空气进入透平中膨胀做功。传统压缩空气储能系统的原理如下图所示，主要由以下几个部件组成。

（1）压缩机：通常为带有中间冷却装置的多级压缩机，用于压缩空气。
（2）储气室：用于储存压缩空气的地下、地上的洞穴或压力容器。
（3）燃烧室：用于燃料燃烧，高压空气与燃料在燃烧室混合燃烧后进入透平。
（4）膨胀机：通常为具有级间再热设备的多级膨胀透平。
（5）电动机／发电机：通过离合器分别联接压缩机和透平。
（6）其他控制设备及辅助设备：如燃料罐、冷却系统、机械传动系统和换热器等。

与传统压缩空气储能系统相比，AA-CAES系统增加了蓄热环节。在储能期间，压缩机压缩空气，在这个过程中空气通过换热器把热量传递给储热介质，再将储热介质收集起来储存在蓄热器高温罐内，空气则进入储气室等待做功。在释能期间，高压空气先流经换热器吸热，再进入透平做功，带动发电机发电，储热介质在高低温罐中被循环利用。两级压缩两级膨胀的AA-CAES系统原理如下图所示。

3、应用场景

作为能量型储能技术的压缩空气储能技术，具有机组寿命周期内性能不衰减的优势，在电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类场景中均有广泛应用前景：

在电源侧储能应用场景下，压缩空气储能站以参与调峰调频等辅助服务为主要应用场景。在电网侧储能应用场景下，压缩空气储能电站用途主要包括调峰调频、黑启动、缓解输配电阻塞及延缓输配电设备投资、提高供电可靠性等，发挥保底电网作用。在用户侧储能应用场景下，压缩空气储能站立足于满足用户降低用电成本及提高用电可靠性的需求，具体可包括基于峰谷电价的用电成本管理场景，基于两部制电价的容量费用管理场景，基于提升电能质量及用电可靠性的场景、参与电力辅助服务市场场景等。

参考资料
[1]Hui Meng.Designand Operation of Compressed Air Energy Storage (CAES) for Wind Power throughProcess Modelling and Simulation. The University of Sheffield, 2018.
[2]刘明义，朱勇，曹传钊，等. 压缩空气储能系统性能分析研究. 电工电能新技术，2019,38(9):67-72.
[3]郭祚刚，马溪原，雷金勇，等. 压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述. 南方能源建设,2019,6(3):17-26.
[4]路唱，何青. 压缩空气储能技术最新研究进展. 电力与能源,2018,39(6):861-866.

原标题：压缩空气储能技术发展