一臺(tái)壓縮機(jī)的突破，正在將可再生能源的“最后一公里”變?yōu)橥ㄍ尽?/p>

2026年2月，中國儲(chǔ)能領(lǐng)域傳來重磅消息。中國科學(xué)院工程熱物理研究所聯(lián)合中儲(chǔ)國能（北京）技術(shù)有限公司，成功研制出“國際首套單機(jī)功率最大壓縮空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)”。

這臺(tái)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心裝備，已通過國家CNAS認(rèn)可的第三方測試，多項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。它不僅是技術(shù)參數(shù)的突破，更標(biāo)志著中國在全球壓縮空氣儲(chǔ)能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位進(jìn)一步鞏固。

超級“心臟”：百兆瓦壓縮機(jī)的技術(shù)突破

壓縮機(jī)，被譽(yù)為壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的“心臟”。它的任務(wù)是在儲(chǔ)能時(shí)段，利用低谷電或棄風(fēng)棄光電，將常壓空氣壓縮至超高壓狀態(tài)，并將其內(nèi)能與壓力勢能儲(chǔ)存起來。

此次由中科院工程熱物理研究所團(tuán)隊(duì)攻克的這臺(tái)“超級心臟”，具體性能有多強(qiáng)？測試數(shù)據(jù)給出了答案：

功率之王：最高功率達(dá)101兆瓦（MW），相比已有壓縮機(jī)，單機(jī)功率提升100%以上。這意味著單臺(tái)設(shè)備即可驅(qū)動(dòng)更大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，顯著減少設(shè)備數(shù)量與占地面積。

壓力之巔：最高排氣壓力達(dá)10.1兆帕（MPa）。這一壓力水平相當(dāng)于在1平方厘米的面積上承受超過100公斤的重量，為空氣的高密度儲(chǔ)存奠定了基礎(chǔ)。

寬廣的“心率”變幅：變工況范圍為38.7%至118.4%。風(fēng)電、光伏具有波動(dòng)性，這就要求壓縮機(jī)能在非滿負(fù)荷下高效運(yùn)行。如此寬廣的高效運(yùn)行區(qū)間，意味著它能更好地適配可再生能源的“脾氣”，在不同負(fù)荷下都能穩(wěn)定工作。

效率之最：在最高排氣壓力下，壓縮機(jī)的效率高達(dá)88.1%。效率是衡量能量轉(zhuǎn)換的核心指標(biāo)，這一數(shù)據(jù)不僅代表著能量損耗極低，更直接提升了整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)突破點(diǎn)：研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過自主創(chuàng)新，攻克了總體設(shè)計(jì)及優(yōu)化、全三維流動(dòng)優(yōu)化、長轉(zhuǎn)子復(fù)雜軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、高效變工況控制等一系列關(guān)鍵技術(shù)難題。這些看似晦澀的技術(shù)名詞，實(shí)則代表了我國在高端裝備精密制造與熱力學(xué)控制領(lǐng)域的深厚積累。

長時(shí)儲(chǔ)能“藍(lán)海”：壓縮空氣儲(chǔ)能的前世今生

要理解這臺(tái)壓縮機(jī)的分量，需要先梳理壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò)。

發(fā)展簡史：從補(bǔ)燃到先進(jìn)絕熱

壓縮空氣儲(chǔ)能的概念可追溯到20世紀(jì)初。

Huntorf電站

萌芽與起步（1949-1970s）：1949年，StalLaval提出了CAES的設(shè)想。1978年，德國亨托夫（Huntorf）電站建成，這是全球首座商業(yè)運(yùn)營的CAES電站，至今仍在運(yùn)行。但它采用“補(bǔ)燃式”技術(shù)，發(fā)電時(shí)需要燃燒天然氣，且系統(tǒng)效率僅約42%。

優(yōu)化與探索（1990s-2000s）：1991年，美國麥金托什（McIntosh）電站建成，增加了余熱回收系統(tǒng)，效率提升至54%，但仍需少量燃料補(bǔ)燃。

（注：其裝機(jī)容量為110MW，雖然裝機(jī)容量比Huntorf電站的系統(tǒng)要小，但儲(chǔ)能容量更高，達(dá)到2.86GWh，其持續(xù)放電時(shí)間為26小時(shí)。該系統(tǒng)將壓縮空氣儲(chǔ)存在一個(gè)27萬立方米的鹽穴中，這個(gè)CAES系統(tǒng)在與HuntorfD-CAES系統(tǒng)大致相同的最大和最小壓力之間運(yùn)行。在這兩個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，天然氣發(fā)電設(shè)施對能源容量的貢獻(xiàn)很大。例如，在McIntosh壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)每單位從電網(wǎng)獲取的電能，大約需要1.05個(gè)單位的天然氣能源在放電期間才能將0.6個(gè)單位的電能輸送回電網(wǎng)。）

技術(shù)革新（21世紀(jì)至今）：隨著“先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能（AA-CAES）”概念的提出，技術(shù)迎來革命性突破。AA-CAES在壓縮過程中回收壓縮熱并儲(chǔ)存，在釋能時(shí)用儲(chǔ)存的熱量加熱高壓空氣，徹底擺脫了對化石燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)了零碳排放。

技術(shù)分類與現(xiàn)狀

如今，壓縮空氣儲(chǔ)能家族枝繁葉茂，主要包括：

先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能：技術(shù)相對成熟，效率可達(dá)60%-80%，是目前商業(yè)化示范的主流。

等溫/超臨界/液態(tài)空氣儲(chǔ)能：處于基礎(chǔ)研究或原型實(shí)驗(yàn)階段，能量密度更高，但系統(tǒng)復(fù)雜。

全球CAES項(xiàng)目正朝著更大規(guī)模、更高效率、更環(huán)保的方向演進(jìn)。

中國路徑：二十載磨一劍，從追趕到領(lǐng)跑

與國外相比，中國在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的起步較晚，但步伐極快。2004年起，以中科院工程熱物理研究所為代表的科研力量開始系統(tǒng)研究，走出了一條獨(dú)具特色的“中國路徑”。

理論原創(chuàng)：率先提出先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能新原理，奠定了技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。

完整研發(fā)體系：建成了涵蓋“系統(tǒng)設(shè)計(jì)-關(guān)鍵部件-集成控制”的完整研發(fā)設(shè)計(jì)體系。

示范項(xiàng)目迭代：中國用不到20年時(shí)間，完成了從實(shí)驗(yàn)臺(tái)到商用巨無霸的跨越。正如中科院資料顯示，已率先建成從1.5MW→10MW→100MW→300MW的完整示范序列。

此次101兆瓦壓縮機(jī)的突破，正是這一發(fā)展鏈條上的關(guān)鍵一環(huán)——它直接服務(wù)于目前在建或規(guī)劃中的百兆瓦級乃至吉瓦級儲(chǔ)能電站，打通了技術(shù)走向大規(guī)模工程應(yīng)用的“任督二脈”。

這臺(tái)壓縮機(jī)到底有多重要？

這臺(tái)壓縮機(jī)的價(jià)值，絕不僅限于實(shí)驗(yàn)室的測試報(bào)告，而在于它將引發(fā)的“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”。

對壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)本身：成本與性能的雙重優(yōu)化

壓縮機(jī)成本占整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本的相當(dāng)一部分?！皢螜C(jī)功率提高100%以上，單位成本大幅降低”這一描述，揭示了關(guān)鍵邏輯：設(shè)備單機(jī)容量越大，單位造價(jià)越低，系統(tǒng)集成越簡單，占地面積越小。這直接推動(dòng)了壓縮空氣儲(chǔ)能從“技術(shù)可行”走向“經(jīng)濟(jì)可行”。

對新型電力系統(tǒng)：提供靈活的“巨型電網(wǎng)調(diào)節(jié)器”

壓縮空氣儲(chǔ)能具有單機(jī)容量大、壽命長（30年以上）、安全環(huán)保的獨(dú)特優(yōu)勢。這臺(tái)高效壓縮機(jī)的問世，意味著我們能用更低的成本，建造更多巨型“空氣電池”。這些電站可以在用電低谷時(shí)“充電”（壓縮空氣存入鹽穴或人工儲(chǔ)氣罐），在用電高峰時(shí)“放電”（釋放高壓空氣發(fā)電），有效平抑風(fēng)電、光伏的波動(dòng)性，保障電網(wǎng)安全。

對碳中和目標(biāo)：助力新能源消納

山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)新示范電站

這臺(tái)101兆瓦壓縮機(jī)的出現(xiàn)，為大規(guī)模消納棄風(fēng)棄光提供了核心裝備支撐。以正在建設(shè)的中能建山東泰安350MW項(xiàng)目和江蘇金壇2×350MW項(xiàng)目為例，這些項(xiàng)目投運(yùn)后，單次充電可儲(chǔ)存數(shù)百萬度電，年減排二氧化碳可達(dá)數(shù)十萬噸。這正是核心部件突破帶來的宏觀價(jià)值。

壓縮空氣儲(chǔ)能的趨勢與展望

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)正呈現(xiàn)出三大趨勢，這臺(tái)壓縮機(jī)的誕生恰好踩在了每一個(gè)鼓點(diǎn)上：

1.單機(jī)規(guī)?！按笮突?/strong>

從德國亨托夫的29MW，到美國麥金托什的110MW，再到中國應(yīng)城的300MW級電站并網(wǎng)，以及金壇二期350MW項(xiàng)目的推進(jìn)，單機(jī)規(guī)模不斷刷新紀(jì)錄。百兆瓦級壓縮機(jī)的成熟，為未來吉瓦級（1000MW）儲(chǔ)能電站的規(guī)劃掃清了障礙。

2.系統(tǒng)效率“極致化”

早期CAES效率僅40%左右，如今我國300MW級示范項(xiàng)目效率已可達(dá)70%以上。核心壓縮機(jī)88.1%的效率，為系統(tǒng)整體效率突破75%甚至80%提供了可能。效率的每一點(diǎn)提升，都意味著電力市場交易中更多的利潤空間。

3.選址與模式“多元化”

從依賴天然鹽穴（如金壇、肥城），到建設(shè)人工儲(chǔ)氣罐，CAES的選址日益靈活。同時(shí)，它與風(fēng)、光、火、氫等技術(shù)的耦合也在探索中。隨著設(shè)備成本下降，“共享儲(chǔ)能”、“虛擬電廠”等商業(yè)模式將加速落地。

結(jié)語

國際首套 101MW 壓縮空氣儲(chǔ)能壓縮機(jī)的突破，不僅是我國儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域的一座里程碑，更是我國科技自立自強(qiáng)的生動(dòng)體現(xiàn)。從 2005 年的技術(shù)空白，到 2026 年的全球領(lǐng)跑，中國科研團(tuán)隊(duì)用 20 余年的堅(jiān)守與創(chuàng)新，攻克了壓縮空氣儲(chǔ)能的一系列核心難題，實(shí)現(xiàn)了從核心部件到系統(tǒng)集成的全鏈條自主可控。

在 “雙碳” 目標(biāo)與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已成為我國能源轉(zhuǎn)型的核心支撐，而百兆瓦級核心裝備的突破，將進(jìn)一步推動(dòng)其規(guī)?；?、商業(yè)化發(fā)展，為風(fēng)電、光伏等新能源的大規(guī)模消納提供保障，為國家能源安全筑牢屏障。同時(shí)，這一技術(shù)的突破也將帶動(dòng)高端裝備制造、新能源、綜合能源服務(wù)等多個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成千億級產(chǎn)業(yè)鏈集群，為經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展注入新動(dòng)能。

未來，隨著技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新與政策的大力支持，壓縮空氣儲(chǔ)能將在全球能源革命中扮演越來越重要的角色，而中國將以技術(shù)領(lǐng)跑者的身份，推動(dòng)全球壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)全球碳中和目標(biāo)、構(gòu)建人類命運(yùn)共同體貢獻(xiàn)重要力量。能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，中國正以核心技術(shù)創(chuàng)新，鑄就新時(shí)代的能源基石。

部分素材來源：中新網(wǎng)、新華財(cái)經(jīng)