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    壓縮空氣儲能正從示范應用向產業化初期邁進

      【壓縮機網】壓縮空氣儲能(CAES)是一種可以實現大容量和長時間電能存儲的電力儲能系統,具有容量大、壽命長、單位成本低、經濟性好等優勢,在系統能效得到進一步提升后,有望成為繼抽水蓄能后第二大適合GW級大規模、長時儲能的技術。壓縮空氣儲能包括傳統壓縮空氣儲能和先進壓縮空氣儲能,涉及到先進絕熱壓縮空氣儲能(AA-CAES)有6種(見表1)。CAES系統還可以根據熱儲能的處理方式分為非絕熱CAES系統(D-CAES)和絕熱CAES系統 (A-CAES),也可以按位置分為地上式和地下式?!丁笆奈濉毙滦蛢δ馨l展實施方案》提出,要把百兆瓦級壓縮空氣儲能關鍵技術作為技術攻關重點方向之一,這對壓縮空氣儲能無疑是重要機遇和挑戰。而近日工信部等五部門聯合印發的《加快電力裝備綠色低碳創新發展行動計劃》把加快壓縮空氣儲能裝備的研制工作列入行動計劃中,這同樣是電力裝備中的關鍵核心技術攻關內容之一。

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      表1 壓縮空氣儲能的分類、特點及挑戰圖片

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      系統效率的提升以及成本的下降,是壓縮空氣儲能商業化發展的基礎。從全球已建成和在建的壓縮空氣項目來看,儲能系統已經從兆瓦級向十兆瓦級和百兆瓦級不斷升級,而系統規模增加后,單位投資成本將持續下降,系統規模每提高一個數量級,單位成本下降可達30%左右,同時系統效率亦不斷提高,如今先進壓縮空氣儲能系統效率已經逼近60%左右。我國2022年已經立項規劃規模最大的1GW壓縮空氣項目,為葛洲壩能源重工參與的江西九江瑞昌市調頻調峰電站項目。目前我國已建和立項的壓縮空氣儲能項目見表2。

      表2 我國已建和立項的壓縮空氣儲能項目圖片

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      來源:中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會(CESA)產業政策研究中心

      國內陸續進行了壓縮空氣、超臨界壓縮空氣、液態壓縮空氣儲能項目的研發與建設,總體研發能力已處于國際領先水平,雖比歐美起步晚,但發展速度較快。根據《2022儲能產業應用報告》統計分析,2021年全球新增壓縮空氣儲能項目裝機功率共191MW,占比1.4%;而中國新增高達190MW,占比2.6%。盡管我國壓縮空氣儲能技術取得了不斷進步,但未來還面臨技術與成本挑戰。

      不過有研究評估認為,隨著其他長時儲能技術的日益成熟,地質限制和有限的成本降低潛力似乎可能使CAES競爭力削弱,除非液態空氣儲能被證明是一個主要例外,否則CAES不太可能在美國或全球的電網規模儲能中發揮重要作用,但中國有利的選址條件和政策支持可望讓中國成為全球壓縮空氣儲能系統部署的主要推動力。

      一個產業成熟的標志就是是否形成了完整的產業鏈,壓縮空氣儲能產業鏈涉及設計開發、鹽穴資源、材料及裝備制造、系統集成、投資、建設運營等,其中壓縮機、透平機、膨脹機是壓縮空氣儲能裝備系統中的最核心部件,我國已經具備了具有自主知識產權的國產化裝備產能優勢。 

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      圖1 壓縮空氣儲能產業鏈

      可以說,我國通過對壓縮空氣儲能項目的不斷示范運行,已經構建了產業鏈的雛形,產業鏈上企業已有20余家,技術支持方有:清華大學、中科院工程熱物理研究所、中科院理化所。設計開發商有:三維化學、中鹽化工等;鹽穴資源商有:蘇鹽井神、雪天鹽業等。設備商有:陜鼓動力、金通靈、東方電氣、佳電股份等。系統集成商有:中儲國能等;投資商有:魯銀投資等,建設運營商有:中國能建、中國電建、華電集團、大唐集團等。

      作為最具發展潛力的大規模長時儲能技術之一,壓縮空氣儲能就是一個超級“充電寶”,具有規模大、成本低、壽命長、環境友好等優點,特別是我國已經不斷投建及運行的先進壓縮空氣儲能項目,將有效支撐能源革命與轉型,有利于提升可再生能源發電與消費比例,助力“碳中和”,并拉動相關產業發展。中泰證券預計到2025年我國壓縮空氣儲能設備市場空間或達360億元,未來10年可達1260億元。

      表3 2022國內壓縮空氣儲能產業鏈重點企業一覽表

      來源:中國化學與物理電源行業協會儲能應用分會產業政策研究中心


    標簽: 儲能初期示范  

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