2023壓縮空氣儲能發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望

壓縮空氣儲能發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望壓縮空氣儲能發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望雙碳——構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)雙碳——構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)“雙碳”背景下電源側(cè)改革勢不可擋，可再生能源占比持續(xù)上升，風(fēng)電與光伏發(fā)電將成為主要電力品種提高了系統(tǒng)匹配成本和平衡成本，當(dāng)前的技術(shù)條件難以接受大規(guī)模新能源接入電力系統(tǒng)中國能源結(jié)構(gòu)占比預(yù)測 消納成本=匹配成本+平衡成本+電網(wǎng)成本100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.0

煤電 氣66.4%66.4%5.1%2.5%2018

核電 水48.8%11.0%9.2%202548.8%11.0%9.2%

風(fēng)電 伏26.0%20.6%20.0%203526.0%20.6%20.0%

生物質(zhì)及其他5.7%5.7%30.5%30.1%2050儲能——能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的技術(shù)支撐，多種場景下已成剛需儲能——能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的技術(shù)支撐，多種場景下已成剛需碳中和 新能源 儲能2060年中國實現(xiàn)碳中和要求2045年左右電力系統(tǒng)實現(xiàn)碳中和

要求發(fā)展風(fēng)電、光伏發(fā)電等零碳排可再生能源發(fā)電，實現(xiàn)能源結(jié)構(gòu)多元化及電力供需平衡高度耦合

儲能可解決新能源消納陣痛，增強(qiáng)新能源可調(diào)節(jié)性；同時助力電力網(wǎng)絡(luò)從獨立轉(zhuǎn)向耦合儲能在多種應(yīng)用場景下的剛性需求儲能在多種應(yīng)用場景下的剛性需求發(fā)電側(cè)儲能電網(wǎng)側(cè)儲能用戶側(cè)儲能??電力調(diào)峰??系統(tǒng)調(diào)頻可再生能源并網(wǎng)??緩解電網(wǎng)阻塞?延緩輸配電擴(kuò)容升級 ?電力市場輔助服務(wù)削峰填谷電力自發(fā)自用? 容量電費管理峰谷價差套利? 提升供電可靠性國家政策密集出臺，推動新型儲能建設(shè)加速國家政策密集出臺，推動新型儲能建設(shè)加速《關(guān)于推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》鼓勵社會資本等各類投資主體投資各類電源、儲能及增量配電網(wǎng)項目

《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變,裝機(jī)規(guī)模30GW

《關(guān)于進(jìn)一步推動新型儲能參與電力市場和調(diào)度運(yùn)用的通知》獨立儲能充電不再承擔(dān)輸配電價和政府性基金及附加2021年2月2021年2月以上2021年7月2022年6月2020年10月2021年6月2022年3月《‘十四五’規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)》加快抽水蓄能電站建設(shè)和新型儲能技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用

《新型儲能項目管理規(guī)范（暫行）（征求意見稿）》明確新型儲能項目為除抽水蓄能以外的以輸出電力為主要形式的儲能項目

《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》“十四五”新型儲能技術(shù)試點示范雙碳目標(biāo)下的儲能市場容量雙碳目標(biāo)下的儲能市場容量截止至2021年12月，全球已投運(yùn)電力儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模209.4GW，同比增漲9國投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模46.1GW，占全球市場總規(guī)模的2230。其中抽水蓄能39.8GW，新型儲能5.76GW。數(shù)據(jù)來源：中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟如達(dá)到“十四五”期間30GW新型儲能裝機(jī)要求，復(fù)合年均增長率將大于50，如參照各地方政府的“十四五”規(guī)劃，新型儲能裝機(jī)規(guī)模將高達(dá)43.7GW，復(fù)合年均增長率約為6660013060013040

中國新型儲能裝機(jī)規(guī)模預(yù)測（單位：GW）

7502021年全球2021年全球已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)分布2021年中國已投運(yùn)儲能項目累計裝機(jī)分布根據(jù)《中國2030年能源電力發(fā)展規(guī)劃研究及2060年展望》提出，到2050年中國新型儲能裝置裝機(jī)量（含V2G）達(dá)到600GW，2060年達(dá)到750GW。數(shù)據(jù)來源：全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織雙碳目標(biāo)的必要選擇——長時大規(guī)模儲能雙碳目標(biāo)的必要選擇——長時大規(guī)模儲能資源稟賦——時間及空間的錯配國家《十四五規(guī)劃》關(guān)于能源建設(shè)的總體規(guī)劃

定性風(fēng)險增加市場的形成。長時大規(guī)模儲能——傳統(tǒng)壓縮空氣儲能長時大規(guī)模儲能——傳統(tǒng)壓縮空氣儲能傳統(tǒng)壓縮空氣儲能傳統(tǒng)壓縮空氣儲能存在三大技術(shù)瓶頸依賴天然氣等化石燃料提供熱源需要特殊地理條件建造大型儲氣室系統(tǒng)效率較低（42%、54%）美國MCLNTOSH電站德國HUNTORF電站先進(jìn)壓縮空氣儲能，將從小眾邁向主流先進(jìn)壓縮空氣儲能，將從小眾邁向主流先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)優(yōu)點規(guī)模大（100MW+）放電時間長（4h+）壽命長（30-50年）儲能周期不受限制不依賴化石燃料無地理條件限制可實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供效率高達(dá)70%儲能時：低質(zhì)、低谷電驅(qū)動多級壓縮機(jī)將空氣壓縮至高壓，通過級間蓄熱降溫后儲存于儲氣系統(tǒng)釋能時：高壓空氣從儲氣系統(tǒng)釋放，經(jīng)級前蓄熱系統(tǒng)升溫后驅(qū)動透平發(fā)電主要功能：調(diào)峰、調(diào)頻（二次或三次）、調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用、黑啟動十八年時間實現(xiàn)從千瓦級到百兆瓦級迭代升級十八年時間實現(xiàn)從千瓦級到百兆瓦級迭代升級｜5kW蓄熱式壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜15kW先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜1.5MW先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜國家能源大規(guī)模物理儲能技術(shù)研發(fā)中心成立｜10MW級先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜啟動100MW系統(tǒng)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作｜中儲國能（北京）技術(shù)有限公司注冊成立｜100MW系統(tǒng)核心部件進(jìn)場｜10MW實現(xiàn)并網(wǎng)，100MW年底并網(wǎng)

52.1%60.2%70.4%1.5MW能示范系統(tǒng)，系統(tǒng)效率達(dá)52.1%，被評價為我國壓縮空氣儲能的一項重要突破，達(dá)到國際領(lǐng)先水平2016年在貴州畢節(jié)建成目前國際首臺10MW級新型壓縮空氣儲能示范系統(tǒng)，系統(tǒng)效率達(dá)2%，是全球目前已運(yùn)行的系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲能系統(tǒng)2021年100MW膨脹機(jī)安裝完成，系統(tǒng)效率達(dá)70.4%，是球首個突破百兆瓦級的先進(jìn)壓縮空氣儲能系統(tǒng)年進(jìn)入工信部《首臺（套重大技術(shù)裝備推廣應(yīng)用指導(dǎo)目錄》儲能技術(shù)百花齊放，各儲能技術(shù)齊頭并進(jìn)儲能技術(shù)百花齊放，各儲能技術(shù)齊頭并進(jìn)各儲能技術(shù)對比分析抽水蓄能壓縮空氣各儲能技術(shù)對比分析抽水蓄能壓縮空氣儲能飛輪儲能鉛蓄電池等優(yōu)勢?????大功率技術(shù)成熟壽命長運(yùn)行成本低?????大功率壽命長零污染容量邊際成本遞減????功率密度高壽命長環(huán)境友好響應(yīng)速度快??體積小、能量密度高度快環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)?劣勢??受地理資源條件的限制，移民搬遷、環(huán)境破壞問題；設(shè)周期長（6-10年）；總投資較高，未來開發(fā)成本增加響應(yīng)速度較慢能量密度略低????充放電時間短成本較高無大范圍應(yīng)用的需求成本高存在安全風(fēng)險自放電高存在回收問題功率型儲能能量型儲能技術(shù)對比——壓縮空氣VS抽水蓄能技術(shù)對比——壓縮空氣VS抽水蓄能優(yōu)點：規(guī)模大（單機(jī)100-300MW）單位成本低（1000-1200元/kWh）壽命長（30-50年）清潔無污染建設(shè)周期短（1-2年）劣勢：能量密度較低啟動速度慢（6-8min）效率略低（約70）處于示范階段，有待進(jìn)一步推廣

優(yōu)點：規(guī)模大（單機(jī)300-400MW）單位成本低（600-1200元/kWh）壽命長（40-60年）技術(shù)成熟，已實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)運(yùn)行劣勢：受地理條件限制，選址困難生態(tài)環(huán)境影響，移民搬遷問題能量密度低啟動速度慢（3-5min）效率略低（約75）建設(shè)周期較長（6-10年）技術(shù)對比——壓縮空氣VS電化學(xué)技術(shù)對比——壓縮空氣VS電化學(xué)優(yōu)點：規(guī)模大（單機(jī)100-300MW）單位成本低（1000-1200元/kWh）壽命長（30-50年）無爆炸及燃燒風(fēng)險清潔無污染系統(tǒng)性能不衰減劣勢：能量密度較低啟動速度慢（6-8min）效率略低（約70）

優(yōu)點：效率較高（約90）能量密度高響應(yīng)速度快（毫秒級-秒級）布置靈活，建設(shè)速度快劣勢：單位成本較高（1500-2500元/kWh）壽命較短（5-8年）一致性要求高，有燃燒、爆炸風(fēng)險隨使用次數(shù)增加，性能衰減低溫性能較差先進(jìn)壓縮空氣儲能度電成本降低到抽水蓄能水平，經(jīng)濟(jì)性凸顯先進(jìn)壓縮空氣儲能度電成本降低到抽水蓄能水平，經(jīng)濟(jì)性凸顯 長時、大規(guī)模是壓縮空氣儲能的發(fā)展方向，隨著功率的提升，效率優(yōu)化，成本降低，度電成本媲美抽水蓄能產(chǎn)業(yè)鏈情況產(chǎn)業(yè)鏈情況空氣壓縮機(jī)換熱/儲熱裝備透平膨脹機(jī)儲氣庫中儲國能陜鼓動力沈鼓集團(tuán)中儲國能東方電氣上海電氣中鹽/蘇鹽云南能投……中國能建中國電建……中儲國能、華能集團(tuán)、中國能建、國家能源集團(tuán)……調(diào)頻調(diào)相儲能事故備用空氣壓縮機(jī)換熱/儲熱裝備透平膨脹機(jī)儲氣庫中儲國能陜鼓動力沈鼓集團(tuán)中儲國能東方電氣上海電氣中鹽/蘇鹽云南能投……中國能建中國電建……中儲國能、華能集團(tuán)、中國能建、國家能源集團(tuán)……調(diào)頻調(diào)相儲能事故備用電力設(shè)計院（中南院、江蘇院等）核心設(shè)備/資源技術(shù)支持工程建設(shè)投資運(yùn)營接入電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰壓儲的產(chǎn)業(yè)鏈可分為上游核心設(shè)備及資源提供方、中游技術(shù)提供及建設(shè)方、下游投資運(yùn)營商。核心設(shè)備/資源技術(shù)支持工程建設(shè)投資運(yùn)營接入電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰設(shè)備/資源供應(yīng)設(shè)備/資源供應(yīng)技術(shù)提供與項目建設(shè)投資運(yùn)營接入電網(wǎng)壓縮空氣前景廣闊壓縮空氣前景廣闊×處于示范階段×處于示范階段×無明確的價格機(jī)制參與電力市場電價在峰段電價基礎(chǔ)上上浮比例原則上不低于20%增加補(bǔ)貼——山東、河南、甘肅、寧夏、陜西、廣東、江蘇、新疆等20儲能運(yùn)營補(bǔ)貼/補(bǔ)償政策及附加降低成本——獨立儲能電站向電網(wǎng)送電，減免其充電電量的輸配電價和政府性基金及附加推行電力現(xiàn)貨市場——第一批試點地區(qū)包括：包括南方電網(wǎng)轄區(qū)（