2026 年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規(guī)劃圖”細化為可行“施工圖”的關(guān)鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業(yè)又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應(yīng)鏈”“清潔低碳氫”等。這些術(shù)語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“壓縮空氣儲能”這個名詞。

什么是壓縮空氣儲能？

壓縮空氣儲能（compressed air energy storage，簡稱CAES）是一種長時儲能技術(shù)，其基本原理是利用電力驅(qū)動壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態(tài)，從而將富余電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣能量并儲存；在需要用電時再將儲存的壓縮空氣釋放，驅(qū)動膨脹機或燃氣輪機發(fā)電，從而實現(xiàn)電能的回收－利用。

壓縮空氣儲能的分類信息

壓縮空氣儲能的詳細解釋

壓縮空氣儲能系統(tǒng)主要包括壓縮系統(tǒng)、儲氣系統(tǒng)和膨脹發(fā)電系統(tǒng)。根據(jù)熱能管理方式的不同，壓縮空氣儲能系統(tǒng)可分為三種類型：常規(guī)壓縮空氣儲能系統(tǒng)（Diabatic CAES）、絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)（Adiabatic CAES）和等溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)（Isothermal CAES）。

壓縮空氣儲能系統(tǒng)的工作原理基于熱力學(xué)中的壓縮與膨脹過程：

在電能儲存階段，電力驅(qū)動壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態(tài)，并將其儲存在地下鹽穴、巖洞或地面儲氣罐中。壓縮過程中，空氣溫度升高，常規(guī)系統(tǒng)通過將熱量釋放到環(huán)境中來處理這部分熱能；絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)在壓縮階段將熱量儲存起來。

在釋放能量發(fā)電階段，釋放儲存的壓縮空氣，驅(qū)動膨脹機或燃氣輪機發(fā)電。膨脹過程中，空氣溫度降低，常規(guī)壓縮空氣儲能系統(tǒng)可通過燃燒天然氣等方式加熱空氣，以維持膨脹機的工作溫度；絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)儲存的熱量，在該階段得以釋放，以提高系統(tǒng)效率；等溫壓縮空氣儲能系統(tǒng)則通過先進的熱交換技術(shù)，在壓縮和膨脹過程中保持空氣溫度恒定，進一步提高效率。

壓縮空氣儲能的

應(yīng)用領(lǐng)域及發(fā)展前景

壓縮空氣儲能作為一種成熟的長時儲能技術(shù)，具有響應(yīng)速度快、功率密度高、儲能容量大、循環(huán)壽命較長等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)調(diào)頻、負荷平衡和可再生能源消納等領(lǐng)域。

在電網(wǎng)調(diào)頻方面：壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以快速響應(yīng)電網(wǎng)負荷的變化，提供必要的調(diào)節(jié)能力，確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。

在可再生能源消納方面：壓縮空氣儲能系統(tǒng)可以將多余的可再生能源儲存起來，在能源需求高峰時釋放，平衡能源供需，提高可再生能源的利用率。

隨著技術(shù)的不斷進步，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟性不斷提高，未來有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，成為實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型和碳中和目標的重要技術(shù)之一。

壓縮空氣儲能的綠色應(yīng)用難點

壓縮空氣儲能作為一種新型的儲能技術(shù)，雖然具有成本低廉、資源豐富等優(yōu)勢，但在其發(fā)展過程中也面臨一些挑戰(zhàn)。

首先，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的建設(shè)可能涉及土地使用和環(huán)境影響等問題。地下儲氣空間的選擇和建設(shè)可能對周邊環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)造成影響，需要進行充分的環(huán)境評估和風險管理。

其次，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的運行可能涉及能源消耗和排放等問題。雖然壓縮空氣儲能系統(tǒng)在放電過程中不直接排放污染物，但其壓縮和膨脹過程可能消耗大量能源，影響系統(tǒng)的整體效率和環(huán)境友好性。

此外，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可持續(xù)性仍需進一步驗證。雖然壓縮空氣儲能系統(tǒng)在理論上使用成本較低，但其建設(shè)和運營成本仍然較高，需要通過技術(shù)創(chuàng)新和政策支持來降低成本，提高經(jīng)濟性。

策劃制作

作者丨劉語 中國科學(xué)院工程熱物理所研究員 長時規(guī)模儲能重點實驗室副主任

審核丨李存璞 特種化學(xué)電源全國實驗室教授 中國化學(xué)會科普工作委員會委員

責編丨楊楊 王夢如

審校丨徐來 張林林