什么是“压缩空气储能”?一文说清

2026 年是“十五五”开局之年，正是将宏观“规划图”细化为可行“施工图”的关键阶段。在这个过程中，我们会频繁遇到一系列听起来专业又前沿的“科技名词”，比如“绿色供应链”“清洁低碳氢”等。这些术语并非空洞的概念，它们背后折射的是未来几年科技突破、产业转型与生活演进的真实方向。

那么，这些词究竟意味着什么?它们将如何具体地改变我们的日常?今天，就让我们走进“压缩空气储能”这个名词。

什么是压缩空气储能?

压缩空气储能(compressed air energy storage，简称CAES)是一种长时储能技术，其基本原理是利用电力驱动压缩机将空气压缩至高压状态，从而将富余电能转化为压缩空气能量并储存;在需要用电时再将储存的压缩空气释放，驱动膨胀机或燃气轮机发电，从而实现电能的回收-利用。

压缩空气储能的分类信息

中文名

压缩空气储能

英文名

compressed air energy storage

所属学科

工程热物理、电力工程、能源工程

发起方

德国汉堡大学(Huntorf CAES)

国家标准

GB/T 38182-2019《压缩空气能效评估》

适用领域

电网调频、可再生能源消纳、电力负荷平衡

主要类型

常规CAES、绝热CAES、等温CAES

压缩空气储能的详细解释

压缩空气储能系统主要包括压缩系统、储气系统和膨胀发电系统。根据热能管理方式的不同，压缩空气储能系统可分为三种类型：常规压缩空气储能系统(Diabatic CAES)、绝热压缩空气储能系统(Adiabatic CAES)和等温压缩空气储能系统(Isothermal CAES)。

压缩空气储能系统的工作原理基于热力学中的压缩与膨胀过程：

在电能储存阶段，电力驱动压缩机将空气压缩至高压状态，并将其储存在地下盐穴、岩洞或地面储气罐中。压缩过程中，空气温度升高，常规系统通过将热量释放到环境中来处理这部分热能;绝热压缩空气储能系统在压缩阶段将热量储存起来。

在释放能量发电阶段，释放储存的压缩空气，驱动膨胀机或燃气轮机发电。膨胀过程中，空气温度降低，常规压缩空气储能系统可通过燃烧天然气等方式加热空气，以维持膨胀机的工作温度;绝热压缩空气储能系统储存的热量，在该阶段得以释放，以提高系统效率;等温压缩空气储能系统则通过先进的热交换技术，在压缩和膨胀过程中保持空气温度恒定，进一步提高效率。

压缩空气储能的应用领域及发展前景

压缩空气储能作为一种成熟的长时储能技术，具有响应速度快、功率密度高、储能容量大、循环寿命较长等优点，可广泛应用于电网调频、负荷平衡和可再生能源消纳等领域。

在电网调频方面：压缩空气储能系统可以快速响应电网负荷的变化，提供必要的调节能力，确保电网的稳定运行。

在可再生能源消纳方面：压缩空气储能系统可以将多余的可再生能源储存起来，在能源需求高峰时释放，平衡能源供需，提高可再生能源的利用率。

随着技术的不断进步，压缩空气储能系统的效率和经济性不断提高，未来有望在更多领域得到应用，成为实现能源转型和碳中和目标的重要技术之一。

压缩空气储能的绿色应用难点

压缩空气储能作为一种新型的储能技术，虽然具有成本低廉、资源丰富等优势，但在其发展过程中也面临一些挑战。

首先，压缩空气储能系统的建设可能涉及土地使用和环境影响等问题。地下储气空间的选择和建设可能对周边环境和生态系统造成影响，需要进行充分的环境评估和风险管理。

其次，压缩空气储能系统的运行可能涉及能源消耗和排放等问题。虽然压缩空气储能系统在放电过程中不直接排放污染物，但其压缩和膨胀过程可能消耗大量能源，影响系统的整体效率和环境友好性。

此外，压缩空气储能系统的经济性和可持续性仍需进一步验证。虽然压缩空气储能系统在理论上使用成本较低，但其建设和运营成本仍然较高，需要通过技术创新和政策支持来降低成本，提高经济性。