一臺壓縮機的突破，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)合中儲國能（北京）技術(shù)有限公司，成功研制出“國際首套單機功率最大壓縮空氣儲能壓縮機”。

這臺擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝備，已通過國家CNAS認可的第三方測試，多項指標達到國際領(lǐng)先水平。它不僅是技術(shù)參數(shù)的突破，更標志著中國在全球壓縮空氣儲能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位進一步鞏固。

超級“心臟”：百兆瓦壓縮機的技術(shù)突破

壓縮機，被譽為壓縮空氣儲能系統(tǒng)的“心臟”。它的任務(wù)是在儲能時段，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)能與壓力勢能儲存起來。

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

功率之王：最高功率達101兆瓦（MW），相比已有壓縮機，單機功率提升100%以上。這意味著單臺設(shè)備即可驅(qū)動更大規(guī)模的儲能系統(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10.1兆帕（MPa）。這一壓力水平相當于在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、光伏具有波動性，這就要求壓縮機能在非滿負荷下高效運行。如此寬廣的高效運行區(qū)間，意味著它能更好地適配可再生能源的“脾氣”，在不同負荷下都能穩(wěn)定工作。

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

技術(shù)突破點：研發(fā)團隊通過自主創(chuàng)新，攻克了總體設(shè)計及優(yōu)化、全三維流動優(yōu)化、長轉(zhuǎn)子復(fù)雜軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計、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。

長時儲能“藍?！保簤嚎s空氣儲能的前世今生

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

發(fā)展簡史：從補燃到先進絕熱

壓縮空氣儲能的概念可追溯到20世紀初。

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)運營的CAES電站，至今仍在運行。但它采用“補燃式”技術(shù)，發(fā)電時需要燃燒天然氣，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%，但仍需少量燃料補燃。

（注：其裝機容量為110MW，雖然裝機容量比Huntorf電站的系統(tǒng)要小，但儲能容量更高，達到2.86GWh，其持續(xù)放電時間為26小時。該系統(tǒng)將壓縮空氣儲存在一個27萬立方米的鹽穴中，這個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行。在這兩個儲能系統(tǒng)中，天然氣發(fā)電設(shè)施對能源容量的貢獻很大。例如，在McIntosh壓縮空氣儲能系統(tǒng)每單位從電網(wǎng)獲取的電能，大約需要1.05個單位的天然氣能源在放電期間才能將0.6個單位的電能輸送回電網(wǎng)。）

技術(shù)革新（21世紀至今）：隨著“先進絕熱壓縮空氣儲能（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存，在釋能時用儲存的熱量加熱高壓空氣，徹底擺脫了對化石燃料的依賴，實現(xiàn)了零碳排放。

技術(shù)分類與現(xiàn)狀

如今，壓縮空氣儲能家族枝繁葉茂，主要包括：

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

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

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

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，走出了一條獨具特色的“中國路徑”。

理論原創(chuàng)：率先提出先進壓縮空氣儲能新原理，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-關(guān)鍵部件-集成控制”的完整研發(fā)設(shè)計體系。

示范項目迭代：中國用不到20年時間，完成了從實驗臺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”。

這臺壓縮機到底有多重要？

這臺壓縮機的價值，絕不僅限于實驗室的測試報告，而在于它將引發(fā)的“鏈式反應(yīng)”。

對壓縮空氣儲能系統(tǒng)本身：成本與性能的雙重優(yōu)化

壓縮機成本占整個儲能系統(tǒng)成本的相當一部分?！皢螜C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)備單機容量越大，單位造價越低，系統(tǒng)集成越簡單，占地面積越小。這直接推動了壓縮空氣儲能從“技術(shù)可行”走向“經(jīng)濟可行”。

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

壓縮空氣儲能具有單機容量大、壽命長（30年以上）、安全環(huán)保的獨特優(yōu)勢。這臺高效壓縮機的問世，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“充電”（壓縮空氣存入鹽穴或人工儲氣罐），在用電高峰時“放電”（釋放高壓空氣發(fā)電），有效平抑風(fēng)電、光伏的波動性，保障電網(wǎng)安全。

對碳中和目標：助力新能源消納

山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范電站

這臺101兆瓦壓縮機的出現(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項目和江蘇金壇2×350MW項目為例，這些項目投運后，單次充電可儲存數(shù)百萬度電，年減排二氧化碳可達數(shù)十萬噸。這正是核心部件突破帶來的宏觀價值。

壓縮空氣儲能的趨勢與展望

壓縮空氣儲能技術(shù)正呈現(xiàn)出三大趨勢，這臺壓縮機的誕生恰好踩在了每一個鼓點上：

1.單機規(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項目的推進，單機規(guī)模不斷刷新紀錄。百兆瓦級壓縮機的成熟，為未來吉瓦級（1000MW）儲能電站的規(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級示范項目效率已可達70%以上。核心壓縮機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)人工儲氣罐，CAES的選址日益靈活。同時，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 壓縮空氣儲能壓縮機的突破，不僅是我國儲能技術(shù)領(lǐng)域的一座里程碑，更是我國科技自立自強的生動體現(xiàn)。從 2005 年的技術(shù)空白，到 2026 年的全球領(lǐng)跑，中國科研團隊用 20 余年的堅守與創(chuàng)新，攻克了壓縮空氣儲能的一系列核心難題，實現(xiàn)了從核心部件到系統(tǒng)集成的全鏈條自主可控。

在 “雙碳” 目標與新型電力系統(tǒng)建設(shè)的背景下，壓縮空氣儲能技術(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，將進一步推動其規(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，這一技術(shù)的突破也將帶動高端裝備制造、新能源、綜合能源服務(wù)等多個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成千億級產(chǎn)業(yè)鏈集群，為經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展注入新動能。

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，推動全球壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，為實現(xiàn)全球碳中和目標、構(gòu)建人類命運共同體貢獻重要力量。能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，中國正以核心技術(shù)創(chuàng)新，鑄就新時代的能源基石。

部分素材來源：中新網(wǎng)、新華財經(jīng)