压缩空气储能极具前景的大规模储能技术

压缩空气储能技术，是一种利用压缩空气来储能的技术。目前，压缩空气储能技术，是继抽水蓄能之后，第二大被认为适合GW级大规模电力储能的技术。

压缩空气储能的工作原理是：在用电低谷时段，利用电能将空气压缩至高压并存于压力容器中，使电能转化为空气的内能存储起来；在用电高峰时段，将高压空气从储气室释放，进入膨胀机做功，驱动涡轮机发电。

压缩空气储能系统工作原理

压缩空气储能的优势有不受地形约束，未来降本空间巨大等。

传统的压缩空气储能需要借助天然的地理环境来建造大型的储气室，但伴随技术的进步，可通过储气罐的形式来储存压缩空气，从而摆脱了地理的约束，可以大规模应用。

压缩空气储能单位成本相对较低，设备成本占整个系统总成本的大部分，未来伴随着压缩空气储能建设的推进，产业链内各环节均有不小的降价空间，存在着快速降本的可能、

压缩空气储能的劣势有投资成本高、运行效率低等。

压缩空气储能与蓄水储能相似，均为重资产的储能方式，预计运行周期长达40年，投资回报年限往往也在25年以上，较长的回收期一定程度上降低了投资的热情。

压缩空气储能效率目前仍处于较低的水平。当前涉及运行的项目效率在50％－70％之间，较成熟的抽水蓄能的76％左右还有一定的差距，这一定程度上影响了整个项目的经济性。

压缩空气储能设备的产业链主要涉及压缩机、换热机和膨胀机。

压缩机是压缩空气提高气体压力的机器，也是系统中最核心的部件之一，其性能对整个系统起决定性影响，国内制造厂家主要有陕鼓动力、沈鼓集团等。目前100MV级压缩机基本可以实现国产化，但难以制造单机300MW的压缩机。

换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，换热系统的蓄热温度和回热温度越高，系统储能效率越高。近年来，得益于国家倡导工业生产节能、减排、降耗的政策利好，我国换热器行业市场规模不断增长。代表性企业有盾安环境、三花智控等公司。

膨胀机则是利用压缩空气膨胀时向外输出能量的机械，对于大型压缩空气储能电站，膨胀机一般采用多级膨胀带中间再热的结构形式。目前国内制造厂家主要有金通灵、哈电汽轮机公司、东方汽轮机公司等。

在与压缩空气储能专家的交流中，其向奇偶派表示目前压缩空气储能主要的缺点在于效率较低，目前公认的压缩空气效率主要为德国和美国的项目，分别在40％＋到50％＋之间，但新型压缩空气储能效率可达70％，但仍比抽水蓄能低5％左右。但伴随着技术的进步，未来有望进一步提升效率。

锂离子电池，最成熟规模最大的电化学储能技术

锂离子电池是指以锂为能量载体的二次电池，充电时锂离子从正极脱出，经过电解液和隔膜，嵌入负极，放电发生相反过程，又称摇椅式电池。

锂离子电池储能的优势有技术成熟、装机规模大等：

因锂离子电池出现时间早，技术储备充足，故成为储能的首选。根据中关村储能数据，2021年锂离子电池占中国新型储能装机量的89．7％，是最具代表性的新型储能技术，也是目前装机规模最大的电化学储能技术。

锂离子电池储能的劣势有扩展成本高、锂矿资源不足等。

锂离子电池提供功率与贮存能量的装置绑定在一起，在不提升功率，仅提升容量的情况下，电池成本等比例增加。即4小时储能系统的电池成本是1小时储能系统的4倍。而抽水蓄能、压缩空气等储能方式，若想单纯增加储能时间，仅需等比例配置贮存能量的装置即可。

随着电池需求量的迅速增长，锂资源开始面临着资源约束问题。一方面是锂资源的总量分布有限，地壳丰度仅为 0．006％；另一方面是空间分布不均匀，我国锂资源储量仅占全球6％，且开采成本较高。同时，锂资源约束还带来锂资源在动力电池和储能电池间分配的问题。多因素叠加，拉高了成本，降低了经济性。

锂离子电池储能设备的产业链主要涉及上游零部件供应商、中游设备制造商与下游系统安装商。

锂离子电池上游零部件供应商主要由正极、负极、电解液和隔膜四大关键材料组成。

其中正极材料是锂电池的核心材料，是决定电池性能的关键因素，对产品最终的能量密度、电压、使用寿命以及安全性等有着直接影响，也是锂电池中成本最高的部分，生产公司为当升科技、杉杉股份等。

负极材料由活性物质、粘结剂和添加剂制成糊状胶合剂后，涂抹在铜箔两侧，经过干燥、滚压制得，生产公司为有科电气、杉杉股份等。

电解液是有机溶剂中溶有电解质锂盐的离子型导体，是电池中离子传输的载体，在电池正负极之间起到传导输送能量的作用，生产公司为天赐材料、新宙邦、江苏国泰等。

隔膜的主要作用则是将锂离子电池的正、负极分隔开，只让电解质离子通过以防止两极接触而短路，性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。生产公司为星源材质、恩捷股份等。

锂离子储能电池中游设备商正处于快速发展阶段，市场格局未定。

宁德时代以强大的控本能力与规模优势后来居上，目前与国网、五大发电集团、科士达、星云股份、阳光电源等企业建立广泛合作，暂居第一；比亚迪深耕欧美市场，客户与渠道优势稳固，暂居国内第二；鹏辉能源借助海外市场，在家庭储能方面快速扩张，占据国内出货量第三。

锂离子储能下游系统安装商主要指EPC模式承包单位。EPC有利于整个储能项目的统筹规划和协同运作，减少采购与施工的中间环节，节省投资、增厚项目利润。相关公司主要包括永福股份、特变电工、中国能建等。