壓縮空氣儲能：百億級市場下的競逐

　　2022年基礎(chǔ)上新增裝機(jī)6.59GW。市場“錢景”看好，玩家踴躍進(jìn)入。目前，壓縮空氣儲能市場的主要玩家有財大氣粗的央企，有以技術(shù)立身2022年，國內(nèi)多個百兆瓦級以上的壓縮空氣儲能項目加速推進(jìn);2023年，壓縮空氣儲能市場預(yù)計將再續(xù)升勢!

　　據(jù)相關(guān)預(yù)測，中性條件下，2025年我國壓縮空氣儲能裝市場空間將達(dá)到371.80億元，對應(yīng)在2022年基礎(chǔ)上新增裝機(jī)6.59GW。

　　市場“錢景”看好，玩家踴躍進(jìn)入。目前，壓縮空氣儲能市場的主要玩家有財大氣粗的央企，有以技術(shù)立身的民企，誰將在這一大百億級大市場中引領(lǐng)未來?

　　技術(shù)溯源

　　國內(nèi)壓縮空氣儲能技術(shù)起步晚但發(fā)展較快，目前國內(nèi)的技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊主要來自于中國科學(xué)院工程熱物理研究所、清華大學(xué)、華北電力大學(xué)等。

　　中儲國能(北京)技術(shù)有限公司成立于2018年，是中國科學(xué)院工程熱物理研究所壓縮空氣儲能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化公司，具備百兆瓦級先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)研發(fā)、設(shè)計、核心裝備制造、工程實施，以及電站投資和運(yùn)營全套能力。

　　中科院工程熱物理研究所是國內(nèi)最早開展壓縮空氣儲能技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)，該技術(shù)團(tuán)隊自2004年開始便在研究員陳海生的帶領(lǐng)下進(jìn)行先進(jìn)壓縮空氣儲能技術(shù)的研發(fā)。

　　該團(tuán)隊系統(tǒng)地突破了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能的主要技術(shù)瓶頸，攻克了壓縮空氣儲能系統(tǒng)總體設(shè)計、關(guān)鍵部件、整機(jī)集成與控制等關(guān)鍵技術(shù)，走過了從千瓦級到兆瓦級，再到十兆瓦級、百兆瓦級技術(shù)級別的完整研發(fā)迭代，建成了目前全球唯一具備1-100MW的壓縮空氣儲能部件實驗和系統(tǒng)集成測試能力的研發(fā)平臺。

　　中儲國能總經(jīng)理紀(jì)律稱，其最核心的競爭力是開展壓縮空氣儲能的全套核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，沒有任何技術(shù)受制于人或者依托于外單位，不會出現(xiàn)卡脖子的問題。

　　同樣采用中國科學(xué)院工程熱物理研究所壓縮空氣儲能技術(shù)的還有葛洲壩中科儲能技術(shù)有限公司，該公司成立于2014年，是中國葛洲壩集團(tuán)股份有限公司的控股子公司，在北京擁有研發(fā)，在武漢葛洲壩裝備產(chǎn)業(yè)園建有自己的生產(chǎn)基地。

　　該公司具有大規(guī)模壓縮空氣儲能核心技術(shù)和產(chǎn)品，其大股東之一為中國科學(xué)院工程熱物理研究所。

　　為進(jìn)一步提升壓縮空氣儲能的系統(tǒng)效率，降低成本，近年來不少學(xué)者開展了新型壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)工作。

　　從2012年開始，清華大學(xué)盧強(qiáng)院士團(tuán)隊開啟鹽穴儲能項目研究，沿著“非補(bǔ)燃”，即不燒煤、不燒天然氣、實現(xiàn)零碳排放的工藝路線，探索壓縮空氣儲能技術(shù)。

　　中國華能集團(tuán)有限公司和中國電力國際發(fā)展有限公司此后分別與清華大學(xué)壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊合作開發(fā)鹽穴壓縮空氣儲能項目。

　　其中由中國華能和清華大學(xué)開發(fā)的全球首個非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站已經(jīng)在江蘇金壇并網(wǎng)，盧強(qiáng)、梅生偉團(tuán)隊歷經(jīng)十年攻關(guān)，提出了基于壓縮熱回饋的非補(bǔ)燃先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲能技術(shù)，攻克了壓縮、蓄/換熱、大容量儲氣、高效膨脹發(fā)電以及儲網(wǎng)控制調(diào)度等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，為“金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目”的順利實施奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

　　同樣是研發(fā)新型壓縮空氣儲能技術(shù)，華北電力大學(xué)研究重心則是等溫壓縮空氣儲能。

　　北京嘉泰新能科技有限公司成立于2022年，其背后的華北電力大學(xué)壓縮空氣儲能技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊是由多位教授組成的專業(yè)團(tuán)隊，擁有超過10年的研發(fā)經(jīng)驗。該公司官網(wǎng)顯示，其等溫水動力壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率可達(dá)到80%。

　　在大規(guī)模長時儲能市場的吸引下，中國能建也憑借其電力工程技術(shù)團(tuán)隊，自研壓縮空氣儲能技術(shù)。

　　中國能建從2021年開始布局，并于2022年成立中能建數(shù)字科技集團(tuán)有限公司，專注于300兆瓦級壓縮空氣儲能技術(shù)攻關(guān)，有效降低單位千瓦造價、提升系統(tǒng)效率，同時其儲熱系統(tǒng)和換熱系統(tǒng)得到進(jìn)一步優(yōu)化。

　　據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，其儲能系統(tǒng)采用“低熔點(diǎn)熔鹽+高壓熱水儲熱的高溫絕熱壓縮技術(shù)路線”，系統(tǒng)電-電轉(zhuǎn)換效率達(dá)70%(含廠用電)。

　　另外，數(shù)科集團(tuán)專門成立深地技術(shù)中心，并與中科院巖土力學(xué)研究所合作，對鹽穴儲氣、人工確室儲氣進(jìn)行了深入研究，針對不同地區(qū)地下儲氣庫力學(xué)特性，建立了選址工作流程和選址技術(shù)規(guī)范，完成了鹽穴及人工碉室地下儲氣庫初步設(shè)計方案。

　　大規(guī)模化是壓縮空氣儲能的發(fā)展方向，是提高效率、降低成本的主要途徑。據(jù)悉，壓縮空氣儲能系統(tǒng)規(guī)模每提高一個數(shù)量級，單位成本下降可達(dá)30%左右。目前，100MW壓縮空氣儲能的單位容量的投資成本約為1000元/kWh，待大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化后有望再降30%以上。因此，在技術(shù)面上，做大壓縮空氣儲能的規(guī)模已成為主要方向。

　　資源和市場

　　壓縮空氣儲能發(fā)展面臨的一個比較大的限制是儲氣，如果要低成本發(fā)展，大容量的地下儲氣場所必不可少。伴隨壓縮空氣儲能項目的逐漸開展，對優(yōu)質(zhì)儲氣資源和地理條件的搶奪，也已拉開帷幕。

　　相對于高壓氣罐、低溫儲罐等地上儲氣庫，地下儲氣庫，目前采用較多。鹽礦開采后留下的礦洞，經(jīng)改造后是非常理想的存儲空間，無論從規(guī)模上、以及開發(fā)經(jīng)濟(jì)性上，都具有絕對的優(yōu)勢。

　　2022年11月23日，華能集團(tuán)、國家電投兩大電力央企均以戰(zhàn)略合作、合資公司的形式，與鹽業(yè)集團(tuán)展開合作，其背后的巖穴儲氣資源無疑是兩大電力開發(fā)商最為看重的資源。

　　中國華能集團(tuán)有限公司與中國鹽業(yè)集團(tuán)有限公司簽署戰(zhàn)略合作框架協(xié)議，以開發(fā)榆林鹽穴壓縮空氣儲能項目為契機(jī)，建立長期合作關(guān)系。在此之前，雙方已在金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目的合作中獲得了成功。

　　國家電投集團(tuán)旗下的中國電力國際發(fā)展有限公司、雪天鹽業(yè)及清華大學(xué)合資成立中雁清鹽儲能科技有限公司(暫定名)擬成立合資公司，開展壓縮空氣儲能業(yè)務(wù)，并共同打造湖南省首個壓縮空氣儲能項目衡陽壓縮空氣儲能項目。

　　與鹽礦企業(yè)合作，顯然是壓縮空氣儲能項目開發(fā)商解決儲氣問題的便捷路徑。

　　而在搶占市場資源方面，央企中國能建走在了所有玩家的前面。

　　2022年，中國能建已開工的壓縮空氣儲能項目有湖北應(yīng)城300MW級壓縮空氣儲能示范電站、山東泰安350MW壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范電站、甘肅酒泉300MW級壓縮空氣儲能電站、遼寧朝陽300MW級壓縮空氣儲能電站，共計1250MW。

　　進(jìn)入規(guī)劃實施階段的有甘肅金昌300MW級壓縮空氣儲能電站、遼寧鐵嶺300MW級壓縮空氣儲能電站等，完成了50余座壓縮空氣儲能電站的選點(diǎn)布局工作。中國能建計劃首批在全國范圍內(nèi)布局100座壓縮空氣儲能電站。

　　民企中儲國能憑借其過硬的壓縮空氣儲能技術(shù)，在市場布局上也可圈可點(diǎn)。

　　目前，該公司1.5MW、10MW系統(tǒng)、100MW系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)已分別以技術(shù)授權(quán)和技術(shù)入股方式實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)總作價約18.5億元。1.5MW系統(tǒng)、10MW系統(tǒng)和100MW系統(tǒng)已經(jīng)建成和正在建設(shè)的示范項目包括河北廊坊、貴州畢節(jié)(2套)、江蘇淮安、湖北武漢、河北張家口項目6臺套，在湖北云應(yīng)、內(nèi)蒙古二連浩特、河南鞏義、河南平頂山、山東肥城、陜西榆林、甘肅玉門、西藏等地列入規(guī)劃的工業(yè)級項目36臺套，合同總價值超過50億元。

　　有機(jī)構(gòu)預(yù)測，2022-2025年，我國新增儲能裝機(jī)中壓縮空氣儲能滲透率或?qū)⑦_(dá)10%，則新增裝機(jī)為6.59GW，預(yù)計2025年累計裝機(jī)容量達(dá)到6.76GW，2026-2030年新增儲能裝機(jī)中壓縮空氣儲能的滲透率有望為23%，則新增裝機(jī)量36.39GW，預(yù)計2030年累計裝機(jī)容量達(dá)到43.15GW。

　　可以確定的是，壓縮空氣儲能技術(shù)已經(jīng)成熟，已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化快速發(fā)展期，市場的快速發(fā)展將帶來更充分的市場競爭，一個百億級的市場，目前的玩家數(shù)量顯然還不多，但競爭下的市場洗牌也終將上演。在技術(shù)、資源和項目布局上，這些主流玩家們的激烈競爭已經(jīng)展開，而未來的市場格局，仍充滿想象空間。