国际首套百兆瓦先进压缩空气储能电站并网发电 年减排近11万吨

百兆瓦先进压缩空气储能示范现场。中科院工程热物理所供图

传统压缩空气储能技术存在技术瓶颈

中科院工程热物理所储能研发中心主任徐玉杰介绍，储能是实现“碳达峰、碳中和”目标的关键支撑技术。和化石能源相比，太阳能、风能等可再生能源具有间歇性、波动性，储能可以将可再生能源转化为连续、稳定、可控的能源。根据预测，在未来以可再生能源为主的电力系统当中，储能装机占比要达到10%-15%。

目前已有的储能技术大致可以分为两类：一类是物理储能，包括抽水蓄能、压缩空气和飞轮等；另一类是化学储能，主要包括各种电池。

其中，压缩空气储能（CAES）具有储能容量大、成本低、寿命长、安全环保等优点，被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。

传统压缩空气储能技术是在用电低谷时，用压缩机将空气压缩并储存于大型储气洞穴中，在用电高峰，高压空气从储气洞穴释放，同燃料燃烧产生的高压、高温空气一起驱动膨胀机发电。但是，传统压缩空气储能技术存在三个主要技术瓶颈，一是依赖化石燃料提供热源；二是依赖天然储气洞穴，如岩石洞穴、盐洞、废弃矿井等；三是系统效率较低。

百兆瓦先进压缩空气储能示范厂房。中科院工程热物理所供图

电站每年减少二氧化碳排放10.9万吨

针对传统压缩空气储能技术瓶颈，各国正在积极研发新型压缩空气储能技术。中国科学院工程热物理研究所从2004年开始聚焦压缩空气储能技术研发，2009年原创性提出先进压缩空气储能技术新原理，同时解决了传统压缩空气储能系统的3个主要技术瓶颈。2013年至今，突破了1.5兆瓦-100兆瓦压缩空气储能系统关键技术，并实现了工程示范。

先进压缩空气储能的工作原理是在用电低谷时，将空气压缩至高压，储存于储气装置中，同时回收并储存压缩热；在用电高峰时高压空气释放，利用存储压缩热将其加热后到空气膨胀机中膨胀发电。

徐玉杰说，张家口国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目总规模为100兆瓦/400兆瓦时，核心装备自主化率100%，每年可发电1.32亿度以上，能够在用电高峰为约5万户用户提供电力保障，每年可节约标准煤4.2万吨，减少二氧化碳排放10.9万吨，是目前世界单机规模最大、效率最高的新型压缩空气储能电站。