2022年3月發布的《“十四五”新型儲能發展實施方案》提出，將百兆瓦級壓縮空氣儲能關鍵技術作為“十四五”新型儲能核心技術裝備攻關重點方向之一。

這一規劃的提出，讓原本小眾的壓縮空氣儲能技術開始更加受到風險投資的關注。實際上，在規劃提出來之前，壓縮空氣儲能技術已經站到了一級市場的風口上。

2022年1月10日，加拿大的先進壓縮空氣儲能公司 Hydrostor獲得來自投資銀行公司Goldman Sachs的資產管理集團2.5億美元投資。這是壓縮空氣儲能行業有史以來獲得的最大的單筆投資。

2021年10月，國內的先進壓縮空氣儲能設備公司中儲國能(北京)技術有限公司(以下簡稱“中儲國能”)宣布完成新一輪1.8億元Pre-A輪融資，由招銀國際領投，天使輪領投方、老股東中科創星追投，聯想之星、普華資本、華控基金、南京麒麟等機構跟投。此前，2020年12月底中儲國能獲得了由中科創星、株洲高科領投的1.6億元天使輪投資。

所謂壓縮空氣儲能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，可將低谷電能、風能、太陽能等不容易儲藏的電力用于壓縮空氣，將壓縮后的高壓空氣密封在儲氣設備中，在需要時給釋放出來，再轉化為電能的方式，被認為是繼抽水蓄能之后第二大適合GW級大規模、長時間的電力儲能的技術。

中國能源研究會儲能專委會主任、中科院工程熱物理所研究員陳海生在2022年1月對媒體表示，“在新型電力系統建設和‘雙碳’目標的需求牽引下，長時間大容量的儲能需求會越來越多，對壓縮空氣儲能在未來幾年實現產業化，我總體持樂觀態度。”

大規模長時間儲能

在雙碳背景下，各種儲能技術爭奇斗艷

從儲存能量類型的角度分類，儲能技術主要可以分為熱儲能、電儲能和氫儲能幾大類。其中，電儲能分為機械儲能、電化學儲能和電磁儲能這幾種最常用的儲能方式，壓縮空氣儲能屬于與抽水蓄能、飛輪儲能并列的機械儲能方式之一。

從原理來看 ，壓縮空氣儲能系統是以高壓空氣壓力能作為能量儲存形式，并在需要時通過高壓空氣膨脹做功來發電的系統，其技術原理發展自燃氣輪機，即由高速旋轉葉輪構成的，將燃料燃燒產生的熱能直接轉換成機械功對外輸出的回轉式動力機械。

在儲能時段，壓縮空氣儲能系統利用低谷電能、風能或太陽能帶動壓縮機，將電能轉化為空氣壓力能，隨后高壓空氣被密封存儲于報廢的礦井、巖洞、廢棄的油井或者人造的儲氣罐中;釋能時段，通過放出高壓空氣推動膨脹機，將存儲的空氣壓力能再次轉化為機械能或者電能。

壓縮空氣儲能系統與燃氣輪機的不同之處在于，燃氣輪機的壓縮機和膨脹機是同時處于工作狀態，而壓縮空氣儲能系統中的壓縮過程和膨脹過程卻是分時進行工作。

根據中科院的研究，壓縮空氣系統可以儲存的能量很大。當壓縮空氣壓力為100倍大氣壓、溫度為環境溫度時，1立方米空氣內部的能量(可轉化為電能)為12.9度電;當壓力增至200倍大氣壓時，1立方米空氣儲存電能為28.3度，進一步將空氣加熱至300攝氏度，可釋放的電能變為54.4度。

同時，縮空氣儲能具有工作時間和壽命長、場地限制少、經濟性能好、安全性能高等多個優點，被認為是繼抽水蓄能之后第二大適合GW級大規模長時間的電力儲能的技術。

具體來說，壓縮空氣儲能系統可以持續工作數小時甚至數天，工作時間長，通過較好的維護壽命可以達到40-50年，接近抽水蓄能的50年，并且效率可以達到60%左右，接近抽水蓄能電站;傳統上將壓縮空氣儲存在合適的地下礦井或者熔巖下的洞穴中是最經濟的方式，但是現代壓縮空氣儲存的解決方法是可以用地面儲氣罐取代溶洞;建造成本和運行成本比較低，低于鈉硫電池或液流電池，而且也低于抽水蓄能電站，具有很好的經濟性，隨著絕熱材料的應用，使用少量或不使用天然氣或石油等燃料加熱壓縮空氣，燃料成本占比逐漸減少;壓縮空氣儲能使用的原料是空氣，不會燃燒，沒有爆炸的危險，不產生任何有毒的氣體，萬一發生儲氣罐漏氣事故，罐內壓力會驟然降低，空氣既不會爆炸也不會燃燒，安全系數高。

當然，這項技術也就有不少缺點，根據陳海生的介分析，一是它的系統是在燃氣輪機基礎上改造來的，系統效率不夠，比電化學儲能的85%到90%的效率低;二是需要燃燒天然氣或者其他化石燃料;三是需用儲氣洞穴來進行儲氣，受地理條件限制。

蓋茨、高盛紛紛入局

從全球來看，壓縮空氣儲能雖然已有40多年的產業化歷史，但整體的產業規模還比較小。

全球第一座是1978年投入商業運行的德國Huntorf電站。目前仍在運行中，是世界上最大容量的壓縮空氣儲能電站，主要用于熱備用和平滑負荷。機組的壓縮機功率60MW，釋能輸出功率為290MW。系統將壓縮空氣存儲在地下600m的廢棄礦洞中，礦洞總容積達3.1×105m3，壓縮空氣的壓力最高可達10MPa。機組可連續充氣8h，連續發電2h。該電站在1979年至1991年期間共啟動并網5000多次，平均啟動可靠性97.6%。實際運行效率約為42%。

第二座是1991年投入商業運行的美國Alabama州的McIntosh壓縮空氣儲能電站。儲能電站壓縮機組功率為50MW，發電功率為110MW。儲氣洞穴在地下450m，總容積為5.6×105m3，壓縮空氣儲氣壓力為7.5MPa?？梢詫崿F連續41h空氣壓縮和26h發電，機組從啟動到滿負荷約需9min。該電站由Alabama州電力公司的能源控制中心進行遠距離自動控制。實際運行效率約為54%。

日本于2001年投入運行的上砂川盯壓縮空氣儲能示范項目，位于北海道空知郡，輸出功率為2MW，是日本開發400MW機組的工業試驗用中間機組。它利用廢棄的煤礦坑(約在地下450m處)作為儲氣洞穴，最大壓力為8MPa。

2003年，當時的瑞士ABB公司(后并入法國的阿爾斯通公司)正在開發聯合循環壓縮空氣儲能發電系統。儲能系統發電功率為422MW，空氣壓力為3.3MPa，系統充氣時間為8h，儲氣洞穴為硬巖地質，采用水封方式

值得一提的是，2008年成立的光帆能源(LightSail Energy)是壓縮空氣儲能行業最有名的創業公司，截止2016年2月公司累積融資7000萬美元，其股東包括科斯拉投資、比爾蓋茨和彼得蒂爾、道達爾石油等。但最終燒光投資人的錢之后在2018年不幸倒閉了。

相比之下，在LightSail Energy成立2年之后的另外一家壓縮空氣儲能創業公司Hydrostor，就幸運得多了。它雖然在前期融資很少，主要靠政府的支持資金，但從2019年開始，先后完成3700萬美元、800萬美元和2.5億美元三筆風險投資融資，刷新了行業的融資紀錄。

根據官網資料顯示，它目前只建造了一個商業運營的 2.2MW/10MWh+ 系統，2019年在加拿大安大略省運營，但它目前在澳大利亞和加利福尼亞擁有 1.1GW/8.7GWh 的規劃項目。

這家公司獲得近3億美元融資的原因在于其技術的創新性——使用液體儲熱裝置來保存熱量，將系統循環效率從以前的40%提升到65%;選擇地下巖層打造儲氣空間，從而提升了建廠選址的靈活性。因此，其對外宣稱其裝機成本僅為1.6元人民幣/Wh，遠低于行業平均水平。

根據智研咨詢的統計，截止2020年底，壓縮空氣儲能在全球儲能裝機規模中的占比僅為0.2%，在中國儲能裝機規模中的占比僅為0.03%。

產業化可期

與國外相比，中國最近兩年在政策上鼓勵壓縮空氣儲能技術，示范應用上不斷創新。

在政策層面，2019年月31日，工信部發布《首臺(套)重大技術裝備推廣應用指導目錄(2019年版)》，專門提到壓縮空氣儲能系統，要求每套額定功率≥100MW;系統效率≥65%;壽命≥30 年。

2021年7月23日，發改委、能源局印發《關于加快推動新型儲能發展的指導意見》明確提出要實現壓縮空氣、液流電池等長時儲能技術進入商業化發展初期。

2021年10月，中共中央、國務院印發的《關于完整準確全面貫徹新發展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》明確提出，加強電化學、壓縮空氣等新型儲能技術攻關、示范和產業化應用。

在政策的鼓勵之下，國內已經有多個示范項目。其中，金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目是壓縮空氣儲能領域唯一的國家示范工程，也是首個商業化應用的鹽穴壓縮空氣發電站。一期工程發電裝機60兆瓦，儲能容量300兆瓦時，遠期建設規模1000兆瓦。預計電-電轉換效率將達60%。

該項目由中鹽集團、中國華能集團和清華大學共同開發建設，截止2021年8月正在進行主設備及相關輔助系統安裝。

另一個值得關注的壓縮空氣儲能示范項目為張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能，建設規模為100MW/400MWh，系統設計效率達70.4%，項目由張北巨人能源有限公司(巨人集團)投資，由中儲國能(北京)技術有限公司提供全套設備，技術來源為中國科學院工程熱物理研究所。

該項目已于2021年12月完成主要設備安裝及系統集成，順利并網，現在已進入系統帶電調試階段，各項調試工作穩步開展，相關技術參數良好。