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——構建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)雙碳——構建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)“雙碳”背景下電源側改革勢不可擋，可再生能源占比持續(xù)上升，風電與光伏發(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，當前的技術條件難以接受大規(guī)模新能源接入電力系統(tǒng)中國能源結構占比預測 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%

風電 伏26.0%20.6%20.0%203526.0%20.6%20.0%

生物質及其他5.7%5.7%30.5%30.1%2050儲能——能源結構調整的技術支撐，多種場景下已成剛需儲能——能源結構調整的技術支撐，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)展風電、光伏發(fā)電等零碳排可再生能源發(fā)電，實現(xiàn)能源結構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，增強新能源可調節(jié)性；同時助力電力網(wǎng)絡從獨立轉向耦合儲能在多種應用場景下的剛性需求儲能在多種應用場景下的剛性需求發(fā)電側儲能電網(wǎng)側儲能用戶側儲能??電力調峰??系統(tǒng)調頻可再生能源并網(wǎng)??緩解電網(wǎng)阻塞?延緩輸配電擴容升級 ?電力市場輔助服務削峰填谷電力自發(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，推動新型儲能建設加速國家政策密集出臺，推動新型儲能建設加速《關于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導意見》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

《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》到2025年，實現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)模化發(fā)展轉變,裝機規(guī)模30GW

《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》獨立儲能充電不再承擔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)劃和二〇三五年遠景目標》加快抽水蓄能電站建設和新型儲能技術規(guī)?；瘧?/p>

《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”新型儲能技術試點示范雙碳目標下的儲能市場容量雙碳目標下的儲能市場容量截止至2021年12月，全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模209.4GW，同比增漲9國投運儲能項目累計裝機規(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：中關村儲能產業(yè)技術聯(lián)盟如達到“十四五”期間30GW新型儲能裝機要求，復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，新型儲能裝機規(guī)模將高達43.7GW，復合年均增長率約為6660013060013040

中國新型儲能裝機規(guī)模預測（單位：GW）

7502021年全球2021年全球已投運儲能項目累計裝機分布2021年中國已投運儲能項目累計裝機分布根據(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量（含V2G）達到600GW，2060年達到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的必要選擇——長時大規(guī)模儲能雙碳目標的必要選擇——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》關于能源建設的總體規(guī)劃

定性風險增加市場的形成。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電站先進壓縮空氣儲能，將從小眾邁向主流先進壓縮空氣儲能，將從小眾邁向主流先進壓縮空氣儲能系統(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70%儲能時：低質、低谷電驅動多級壓縮機將空氣壓縮至高壓，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)升溫后驅動透平發(fā)電主要功能：調峰、調頻（二次或三次）、調相、旋轉備用、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先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜1.5MW先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜國家能源大規(guī)模物理儲能技術研發(fā)中心成立｜10MW級先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)｜啟動100MW系統(tǒng)研發(fā)及產業(yè)化工作｜中儲國能（北京）技術有限公司注冊成立｜100MW系統(tǒng)核心部件進場｜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52.1%，被評價為我國壓縮空氣儲能的一項重要突破，達到國際領先水平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2%，是全球目前已運行的系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲能系統(tǒng)2021年100MW膨脹機安裝完成，系統(tǒng)效率達70.4%，是球首個突破百兆瓦級的先進壓縮空氣儲能系統(tǒng)年進入工信部《首臺（套重大技術裝備推廣應用指導目錄》儲能技術百花齊放，各儲能技術齊頭并進儲能技術百花齊放，各儲能技術齊頭并進各儲能技術對比分析抽水蓄能壓縮空氣各儲能技術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?????大功率技術成熟壽命長運行成本低?????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)境友好響應速度快??體積小、能量密度高度快環(huán)境適應性強?劣勢??受地理資源條件的限制，移民搬遷、環(huán)境破壞問題；設周期長（6-10年）；總投資較高，未來開發(fā)成本增加響應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用的需求成本高存在安全風險自放電高存在回收問題功率型儲能能量型儲能技術對比——壓縮空氣VS抽水蓄能技術對比——壓縮空氣VS抽水蓄能優(yōu)點：規(guī)模大（單機100-300MW）單位成本低（1000-1200元/kWh）壽命長（30-50年）清潔無污染建設周期短（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，有待進一步推廣

優(yōu)點：規(guī)模大（單機300-400MW）單位成本低（600-1200元/kWh）壽命長（40-60年）技術成熟，已實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)運行劣勢：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）建設周期較長（6-10年）技術對比——壓縮空氣VS電化學技術對比——壓縮空氣VS電化學優(yōu)點：規(guī)模大（單機100-300MW）單位成本低（1000-1200元/kWh）壽命長（30-50年）無爆炸及燃燒風險清潔無污染系統(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）能量密度高響應速度快（毫秒級-秒級）布置靈活，建設速度快劣勢：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、爆炸風險隨使用次數(shù)增加，性能衰減低溫性能較差先進壓縮空氣儲能度電成本降低到抽水蓄能水平，經(jīng)濟性凸顯先進壓縮空氣儲能度電成本降低到抽水蓄能水平，經(jīng)濟性凸顯 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業(yè)鏈情況產業(yè)鏈情況空氣壓縮機換熱/儲熱裝備透平膨脹機儲氣庫中儲國能陜鼓動力沈鼓集團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、中國能建、國家能源集團……調頻調相儲能事故備用空氣壓縮機換熱/儲熱裝備透平膨脹機儲氣庫中儲國能陜鼓動力沈鼓集團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、中國能建、國家能源集團……調頻調相儲能事故備用電力設計院（中南院、江蘇院等）核心設備/資源技術支持工程建設投資運營接入電網(wǎng)系統(tǒng)調峰壓儲的產業(yè)鏈可分為上游核心設備及資源提供方、中游技術提供及建設方、下游投資運營商。核心設備/資源技術支持工程建設投資運營接入電網(wǎng)系統(tǒng)調峰設備/資源供應設備/資源供應技術提供與項目建設投資運營接入電網(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×無明確的價格機制參與電力市場電價在峰段電價基礎上上浮比例原則上不低于20%增加補貼——山東、河南、甘肅、寧夏、陜西、廣東、江蘇、新疆等20儲能運營補貼/補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)（