6月12日，中国科学院工程热物理所产业化办公室主任纪律，在全球光储融合前沿技术大会主题论坛上发表“先进压缩空气储能技术研发及产业化进展”的主题演讲。
纪律主任首先介绍了压缩空气储能技术的全球发展趋势，指出该技术已得到国际和国内的广泛支持，并预测了其在电网侧储能中的广阔应用前景。随后，详细阐述了其团队在压缩空气储能方面的研发历程和成果，包括从技术研究到示范项目再到产业化的全过程。目前，已成功建成多个压缩空气储能项目，并实现并网发电。
在应用方面，纪律主任介绍了压缩空气储能技术在不同场景下的应用案例，如风光储项目、现货市场交易等。同时，团队也正在积极推动该技术的产业化进程，包括建设生产线、降低成本和提高效率等。
纪律主任表示压缩空气储能技术仍面临一些挑战，如系统性能提升、产业标准建立、成本降低等。然而，随着技术的不断进步和产业化的推进，他们有信心将压缩空气储能发展成为一种成熟、可靠的储能方式，为电力系统的稳定运行和新能源的消纳提供有力支持。
发言如下：
尊敬的各位来宾大家下午好!
非常荣幸今天能参加这次SNEC会议，等于是我再次参加，向大家介绍一下我们在压缩空气储能方面的研发和进展。
报告内容四个部分，大的背景不展开讲，首先介绍一下压缩空气储能技术。
压缩空气储能是典型的大规模长时物理形式的储能，基本原理是有余电、废电，电无法利用需要储存的时候，我们通过电动机驱动压缩机，把空气压缩，压缩完的空气有一部分热，我们用储热技术回收储能，空气变成高压的空气储存在储气室里。储气室可以是地上的储气罐，也可以是地下天然的盐穴，以及人工开发的洞室。在需要发电的时候可以将高压空气释放，用储存的压缩热给空气预热升温之后，去驱动透明膨胀机转动，由膨胀机输出轴工，连发电机发电。整个储能过程是将电能转化为机械能，转化为空气的内能和一部分热能进行存储。发电是将空气的压力能和热能转化为机械能和电能，发电过程跟传统的火电、水电是类似的，但驱动介质不一样。机械式的发电方式是非常成熟、稳定、可靠的。
技术的特点主要是规模大、容量大，单位成本低、寿命长、整个过程没有污染物的排放，本质是比较安全的储能技术。核心的特点首先做调峰，削峰填谷，因为它是长时、大规模的储能技术路线，同时是有转动惯量的，可以做一些惯量的支撑，做调向的工作。电站停机状态不太适合做调频，但运行起来以后可以做调频，同时也可以做旋转备用、应急响应、黑启动，它的功能跟抽水蓄能的功能是一致的，都是长时储能典型的项目。
国际和国内对压缩空气储能的技术都比较支持，美国能源部和国际能源署相关报告的内容，也认为是一个单体成本比较低的，具有发展潜力的长时储能技术。这是美国能源部之前的预测，我们的理解压缩空气储能还是以大规模、集中式的独立储电站为主，还是以电网侧应用为主，同时美国预计在2030年全球电网侧的储能是150GWh，其中压缩空气能占到60GWh，占比比较高，也是有前景的方向。
咱们国家对压缩空气储能一直是支持和推动的状态，今年年初刚刚发布了国家能源局的最新一批56个新型储能试点示范项目，其中压缩空气储能+液态空气储能一共是12个项目，数量仅次于锂电池，因为单体项目规模都比较大，整体容量已经是目前所有新型储能里面排的最高的。
下面具体介绍一下我们团队相关的工作。
我们最早是从04年开始压缩空气储能方面的研究，走过了从技术研究、关键技术突破、到示范、产业化的全过程。我们最早是千瓦级起步，小规模的项目开始做。2013年在河北廊坊建成国际首套的1.5MW系统，2016年建成国际首套10MW电站，2020年年底在张家口建成国际首套的100MW项目，在今年的4月份完成了第一个300MW项目的建成，目前已经实现了并网发电，是一步一个台阶发展而来。
我们团队开展压缩空气储能全套的核心技术研发，包括整个系统的优化设计、核心部件的研制、系统的优化集成和控制。
这是我们一些前期研发的成果，目前的研发团队有380多人，前期的论文数量、申请的专利数量，据第三方统计目前在全球压缩空气储能里面，在科研单位里面是排第一的，也有大概7个多亿前期科研经费的投入，也获得了国际国内的奖项。
我们现在也拿了两个国家实验级的平台，一个是2014年获批的大规模物理储能技术研发中心，目前建了三个大型的实验基地，MW级的，10MW和百MW，一共累计投资13.5亿，建设了72个实验平台，这都是我们重要的研发手段，可以做部件的研发，也可以做系统集成的测试。
我们在2018年，当时认为这项技术已经逐步成熟，可以往产业化推动了。2018年年底把百MW级的整体技术打包，通过做价入股的方式成立了产业化公司，后续通过这个公司多轮融资形成合资公司，推动这项技术的应用和推广，我们可以提供压缩空气储能的系统解决方案，包括整个系统的设计，全套核心设备的提供、安装、调试和全生命周期的检修、服务。
下面重点介绍一下目前项目应用的情况，以及产业化的进展。
我们早期的项目还是以技术示范为主，这里面列了两个，一个是2013年河北廊坊1.5MW项目，当时系统效率是52.1%，通过国家863项目验收。这项技术是单机规模越大，效率越高，成本越低，经济性更好，所以一定要大规模系统发展。我们在2016年建成国际首套10MW的系统，效率达到60.2%，在当时是全球总高的项目，通过国家973的验收。
早期的项目以压缩空气储能，我们第一个项目是在山东肥城，是一期项目，利用地下1000米的盐穴储气，一个10MW的电站，这个项目是在2020年开工建设，2021年8月份建成，9月23日并网发电，2022年7月获准参与山东省现货市场的交易，目前一直在现货市场运行，去年累计运行的次数达到了300余次。
第一个100MW的项目是在张家口，国家可再生能源示范区。整个规模是100MW，400MWh，投资是7个亿，占地65亩。这个项目是风光储项目的组成部分，也匹配了500MW光伏、300MW风电，整个项目2018年立项，也是国家级示范，当时发改委也有个9640万专项资金的支持。项目是在2020年6月份开工，2021年12月份建成，2022年9月份第一次运行。
我们在之前的工作基础上启动了单机300MW项目的研发和示范项目的建设，技术研发是从2021年启动，当年完成了系统的设计，后续推进示范项目的建设。第一个示范项目是在山东肥城，我们是二期的项目，也是利用地下1000米的盐穴储气，整个规模是300MW，1800MWh，储能容量是6个小时，充满电能充180度电，能够以300MW的发电工艺等级连续工作6个小时，投资不到15亿，单位成本低于5000元每千瓦，大概是8.3毛/kWh。整个项目占地146M，开工建设是在2023年启动。
这是整个项目的进展，2021年完成系统的设计，2022年完成设备的设计，2023年2月份现场全面开工，2023年11月11日我们倒送电成功，今年4月30日第一次运行，目前项目处于试运行阶段，我们要陆续做并网试验和测试工作，计划在今年年底转为商业运行，这个项目也是国家发改委有一个揭榜挂帅，专项资金的支持，包括今年这一批的新型储能试点示范项目也在列。在去年我们拿国家十四五的重点研发计划，其中有一个压缩空气储能跟电力系统耦合运行，也是以电站为依托，做很多实验和测试的工作。
这个项目山东省也很支持，在去年7月份专门出台了《关于支持长时储能试点应用若干措施》可以保证电站相对长期稳定的合理收益。
我们目前也有多个项目在建，列了几个典型的，首先是大唐集团投资的宁夏100MW的项目，在去年10月份开工。压缩空气储能虽然肥城项目是用盐穴储气，但盐穴毕竟有地理条件的限制，更多未来适合推广的还是以人工开发洞室，在地下或者在山田里面的岩石层打洞。宁夏这个项目在泥岩的条件下，基本上所有的技术条件都可以布置人工洞室的压缩空气项目，非常有意义。
第二个项目是新疆阜康项目，华能投资，100MW的压缩空气，配合1GW的光伏运行，这个项目的容量要求是10个小时，可以说是第一个达到10个小时的压缩空气储能的电站也已经启动建设。
第三个是河南信阳300MW人工洞室的压缩空气储能，我们目前第一个项目是盐穴的，如果人工洞室，单机300MW量级也能够实现，未来可以建全国推广的大规模空气压缩储能电站。
今天的主题是光储融合，我的理解长时储能里面压缩空气储能跟新能源匹配结合是比较好的，首先它不像抽水蓄能要找山找水，山北地区是缺水的地方，压缩空气储能基本摆脱地理条件的限制，所以跟新能源能够紧密结合。压缩空气储能是典型的长时储能技术，这里面也讲到可以做10个小时的储能，甚至西藏有离网的源网荷储项目，要求做15个小时的储能。因为光伏的发电时间相对比较偏短，为了保持长期等量的输出，靠长时储能是能够配合在一起，同时还有一点，压缩空气储能充电和放电是两个相对独立的工程，配合光伏可以实现，打个比方5个小时、6个小时把整个系统充满电，持续发电十几个小时。
几方面的原因，我们压缩空气跟光伏是很好的结合，不同的储能技术特点不一样，应用的场景也不同，发挥的功能也不一样，未来配合光伏不只是一两个技术，多种储能技术结合到一起去，真正实现光储融合，快速持续地发展。
目前我们在市场推广方面已经建成的项目是6个，大概有423MW，国内的市场占有率有50%，在建规划项目超过5000MW。可以体现出压缩空气储能未来是有持续的生命力和发展空间，而且是一个技术长期积累以后，现在算是产业化快速发展的初期，未来的发展速度我们认为会比较快。
相关的工作也获得了国际上《Nature》美国、英国相关的报道，去年也是列入了《光明日报》有12项世界级的科技成果，也是国家能源局去年的十大科技成果，主要是300MW技术的研发工作，也获得了相关媒体的报道。我们也在积极推动压缩空气储能技术实际的产业化事情，我们刚才说的项目更多是示范项目，设备都是非标准的，成本算相对比较高。后续我们需要形成定型产品，通过规模化生产，可以使这些机械加工的设备能够进一步降低成本，所以我们在去年已经在张家口建设了第一条，也是专门为压缩空气储能打造的专门制造的生产线投入使用，今年第二条生产线在南京建设，明年要投入使用，陆陆续续把压缩空气的储能提升起来。
今年对压缩空气储能是至关重要的一年，也是取得很多成绩的一年，一个是单机规模到达了300MW量级，这个量级跟抽水蓄能的单机规模相当了，多台机组并联可以实现GW级的电站，最适用压缩空气储能赛道。我们今年有多个示范项目要建成投入使用，整体的装机规模，原来的占比比较小，因为是技术的积累。今年在整体的基础上要提升3倍以上的规模，同时我们新启动的项目陆陆续续也很多，有一系列的国家示范项目，目前也在开展更大规模、更高效率，像600MW级的压缩空气储能的研发，已经立项了。
压缩空气储能也有很多挑战，首先系统性能有待进一步提高，需要长期的运行看运行效果，产业的标准还没有建立起来，没有形成成熟的产业链，单位成本还有下降的空间，也没有形成可复制的商业模式，这块也是我们后续要努力的。
我们开展更大规模的技术攻关，进一步提高效率，降低成本，我们的性能要往理论极限效率75%逼近，成本盐穴能做到800元每千瓦时，比较便宜，人工洞室大概是1000-1500，后面我们也希望通过规模化的设备生产，希望通过规模化的设备生产，工程越来越成熟，进一步把单位成本降到1000元/kWh以下，度电成本降至0.2元/kWh以下。加强产业化进程及商业化验证，实现大规模的商业运行。标准化体系我们正在努力，今年有国标、行标，团标陆陆续续已经出来了，后面会形成一整套的压缩空气储能标准化的体系，包括产业规范，支持整个技术和茶叶的发展。
总结，压缩空气储能是大规模、长时的储能技术，前期的技术积累我们团队花了大概20年，已经比较成熟了，现在算是产业化的初期，特别是今年，也是整个行业发展非常重要的一年，取得很多的成果。后续希望得到国家政策的支持、企业用户的支持，和我们团队的努力能够真正把压缩空气储能的产业发展起来。
报告内容就这么多，欢迎进一步交流，谢谢大家。
责任编辑：周末
