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新能源开发带动压缩空气储能行业需求 政策支持及降本增效加快国内商业化进程

可再生等新能源大规模开发带动压缩空气储能市场需求,至23年全球累计装机容量已超250MW

压缩空气储能(Compressed-Air Energy Storage, CAES )是指在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气,将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中,在电网负荷高峰期释放压缩空气推动汽轮机发电的储能方式。

根据观研报告网发布的《中国压缩空气储能行业发展现状调研与投资前景预测报告(2025-2032年)》显示,在全球能源转型的大背景下,可再生能源的大规模开发与利用已成为应对气候变化、保障能源安全的关键举措。风能、太阳能等可再生能源虽具有清洁、可持续的显著优势,但其发电受自然条件制约,存在间歇性与不稳定性,这给电力系统的稳定运行带来了巨大挑战。例如,风力发电依赖风速,风速不稳定导致发电量波动大;太阳能发电受昼夜、天气影响,无法实现全天候持续供电。

储能技术作为解决可再生能源消纳问题的核心手段,能够在电力供应过剩时储存能量,在电力短缺时释放能量,有效平抑可再生能源发电的波动,提升电力系统的稳定性与可靠性。而压缩空气储能容量大、储能时间长、建设时间短等优势突出,可缓解新能源“随机性、间歇性、波动性”问题,成为极具发展潜力的大规模储能技术之一。

压缩空气储能和其他储能对比

类别

机械储能

电化学储能

飞轮储能

抽水蓄能

压缩空气储能

铅酸电池

镍镉电池

锂离子电池

功率/MW

0-0.25

100-5000

100-5000

0-20

0-40

0-0.1

效率/%

90-95

70-80

70-80

-

-

-

适合储能周期

数秒-数分

数小时-数月

数小时-数月

数分-数天

数分-数天

数分-数天

放电时间尺度

毫秒-

小时

小时

-小时

-小时

-小时

寿命/

20

40-60

20-40

5-15

10-20

5-15

建设周期/

-

6-8

1.5-2

-

-

-

资料来源:观研天下整理

根据数据,2023年全球压缩空气储能累计装机容量已达到约253MW。其中,国外已建成的项目有16个,总装机容量为238MW,占比94.07;而国内方面,已有7个示范项目成功并网,装机规模达到15MW,约占全球的5.93%。

根据数据,2023年全球压缩空气储能累计装机容量已达到约253MW。其中,国外已建成的项目有16个,总装机容量为238MW,占比94.07;而国内方面,已有7个示范项目成功并网,装机规模达到15MW,约占全球的5.93%。

数据来源:观研天下数据中心整理

在政策大力支持及持续降本增效下,我国压缩空气储能签约项目井喷,商业化进程加快

海外市场压缩空气储能累计装机容量较大,主要由于其具备先发优势:

德国Huntorf压缩空气储能电站是全球首座投入商业运行的压缩空气储能电站,自1978年服役以来,一直稳定运行。其机组压缩机组功率为60MW,释能输出功率为290MW,是目前世界上最大容量的压缩空气储能电站之一。美国McIntosh压缩空气储能电站于1991年投入商业运行,在德国Huntorf储能电站的基础上增加了膨胀机排气余热再利用系统,提高了系统的热效率。其压缩机组功率为50MW,发电功率为110MW,储气洞穴在地下450m,总容积为56万m³。除德国和美国外,其他国家也积极开展压缩空气储能电站的示范工程建设。如日本在北海道空知郡建成了膨胀机输出功率为2MW的压缩空气储能示范工程,储气压力为8Mpa;加拿大能源商Hydrostor公司将南澳大利亚州的一处废弃锌矿洞穴改造为地下储气洞穴,依托此洞穴建设了容量为5MW/10MWh的压缩空气储能示范电站。

与海外相比,我国压缩空气储能行业起步较晚,但近年来商业化进程有所加快。2024年,国内压缩空气储能项目签约井喷,达6.8GW,同比增长 21%。目前处于设备招采/在建/投运等实际进展的压缩空气储能项目共 27 个,总规模 6.0GW,处于签约/可研等前期阶段的项目 18 个,总规模 9.3GW,这些项目有望逐步落地。

我国压缩空气储能项目不完全统计)

签约年份 项目名称 装机量(MW) 最新进展
2022年 新疆阜康 100MW/1000MWh压缩空气储能电站项目 100 24年2月,设备招标
2023 年 陕西渭南蒲城1600MW/8000MWh电网侧先进压缩空气储能电站 700 24年4月,开工
2023 年 河南信阳300MW 先进空气压缩储能项目 300 24年6月,开工
2023年 江苏国信苏盐(淮安)2x300MW压缩空气储能项目 600 24年6月,开工
2023 年 化德县60MW压气储能示范项目 60 24年6月,设备招标
2022 年 甘肃酒泉 300MW 压缩空气储能电站示范工程 300 24年7月,设备招标
2022 年 青海省 60MW/600MWh液态空气储能示范项目 60 24年8月,设备交付
2023 年 华电木垒 100MW 二氧化碳压缩空气储能综合能源示范项目 100 24年9月,开工
2024 年 江苏公司金坛综合能源利用2X350MW 压缩空气储能项目 700 24年9月,设备招标
2023年 山东泰安 350MW压缩空气储能创新示范项目 350 24年 11月,设备招标
2023年 辽水新能抚顺100MW/400MWh压缩空气储能+飞轮储能示范项目 100 24年12 月,开工
2023年 中电建肥城 2*300MW压缩空气储能项目 600 24年12月,设备招标
2023 年 大唐中宁 100MW/400MWh先进压缩空气储能项目 100 24年12月,部分设备完工
2024 年 陕西铜川350MW/1400MWh压缩空气储能电站项目 350 25年1月,开工

资料来源:观研天下整理

分析来看,我国压缩空气储能行业主要受以下因素驱动:

一方面,政策大力支持“新能源+配储”模式。为了解决新能源发电的时空错配问题,2022 年以来,27 个省(区/市)先后发布了相关配储政策,对配储时间和比例进行限定,配储比例达到装机规模的 10%至 30%,时长 1-4 个小时不等。2024 年以来,已有内蒙古、山西、河北、山东、安徽、湖北、广西等 7 个省份、31 个地区公布了超 87.57GW 新能源项目指标。

2024年以来新能源配储政策(不完全统计)

时间 地区 政策文件 配储比例 配储时间/小时
2024.01 江西 《江西省新型储能发展规划(2024-2030)》 10% 2
2024.05 福建 《关于组织开展 2024 年度光伏电站开发建设方案项目申报的通知》 10% 2
2024.07 甘肃 《“千家万户沐光行动”千乡万村驭风行动”试点实施方案》 河西地区 15%,河东地区 10% 河西 4,河东 2
2024.07 宁夏 《关于开展 2024 年保障性并网风电项目申报工作的通知》 10% 2
2024.07 广东 《关于调整新能源发电项目配置储能有关事项的通知》 10% 2
2024.08 上海 《上海市“风光同场”海上光伏开发建设方案》 光伏 20% 2

资料来源:观研天下整理

另一方面,随产业链规模效应提升,压缩空气储能不断降本增效。2014年国内投运的非补燃压缩空气示范项目芜湖电站装机量为 500KW,投资成本高达 60 元/W;2021 年国内投运的肥城一期电站装机量达到 10MW,投资成本降至 10 元/W;2024 年山东肥城国际首套 300MW 先进压缩空气储能国家示范电站,投资成本约 5 元/W,项目单位造价进一步下降。此外,压气储能项目的能量转换效率也已逐步接近抽水蓄能项目。根据资料,大多数抽水蓄能电站的综合效率在 75-80%,而河北张家口 100MW、山东肥城300MW、湖北应城 300MW 等压缩空气储能项目的能量转换效率已达到 70%或更高。

国内压缩空气储能项目转换效率

投运时间 项目 能量转换效率
2013年 河北廊坊 1.5MW 52.1%
2016年 贵州毕节 10MW 60.2%
2022年 山东肥城 10MW 60.7%
2022年 河北张家口 100MW 70.2%
2024年 山东肥城 300MW 72.1%
2024年 湖北应城 300MW 70%
2024年 山东菏泽 3060MW 储能基地 70%

资料来源:观研天下整理(zlj)

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