中能建数字科技集团李季中国能建压缩空气储能技术研发与工程实践

摘要： 中国储能网讯：7月24日-25日，由中国化学与物理电源行业协会联合河北省钒钛行业协会等主办的2025全国液流电池产业发展...

中国储能网讯：

7月24日-25日，由中国化学与物理电源行业协会联合河北省钒钛行业协会等主办的2025全国液流电池产业发展大会暨第五届全国新型储能技术及工程应用大会在成都圆满召开。

大会以“聚焦液流电池技术创新，推动储能产业高质量发展”为主题，针对液流电池及新型储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享前沿技术路线、上下游供应链体系、智能化系统集成方案、创新商业模式、技术标准、示范项目应用案例以及新产品与解决方案。

在7月25日上午进行的物理储能与氢储能专场论坛中，中能建数字科技集团有限公司储能技术成套中心副主任李季做了题为《中国能建压缩空气储能技术研发与工程实践》的主题报告演讲。

以下内容根据大会发言整理提炼，仅供参考。

中能建数字科技集团有限公司储能技术成套中心副主任李季

李季：尊敬的各位领导、各位专家、各位同仁上午好！我是数科集团李季，本次汇报的题目是《中国能建压缩空气储能技术研发与工程实践》。

汇报分四个部分，先向大家介绍下数科集团。

数科集团是中能建全资子公司，是中能建“数字化转型和科技强企”的主要载体，主营业务主要有新型储能业务、数字化业务、调试运维业务、电商业务以及地热业务。作为压气储能领域领军企业，以“锻造全世界最好的新型储能系统，建设新时代卓越的科技创新企业”为目标，秉持“全自主化、全产业链、全国产化、全开放式”的“四全”合作理念，发挥“研投建营数”一体化优势，聚力打造全球领先的“中国能建压气储能系统解决方案”，成功在湖北应城建成世界首座300MW压缩空气储能电站示范工程，并与2025年1月9日成功发布“能储一号”品牌。

第二部分是研究背景

随着2020年9月双碳目标的提出，2021年3月以新能源为主体的新型电力系统提出，电力行业的电源结构、业务形态发生了巨大变化。由于“两高两抵”特性，给电力系统带来冲击，也影响了电力系统的安全运行。因此，为了提高电网安全性，助力大比例新能源消纳，大规模长时物理储能成为必然选择，也将成为新型电力系统的关键支撑。

目前，国内主流储能型式有抽水蓄能、电化学储能、压缩空气储能。该图展示了典型不同储能类型的性能参数对比表，从图中可以看出，压缩空气储能具有储能功率大、时间长、成本低、寿命长、布置灵活、建设周期段、安全性高等优点，是真正意义上的环境友好型全绿色零碳电站，同时可为系统提供调频、调相、旋转备用、黑启动等辅助服务功能，并可广泛应用在沙戈荒能源大基地、盐穴资源富集区、用电负荷中心等应用场景。

自1949年被提出，压缩空气储能经历传统补燃式压缩空气储能到非补燃式压缩空气储能技术发展阶段。国外已投产商运的压缩空气储能电站有两个，第一个是德国Huntorf电站，于1978年投产，是补燃式压缩空气储能电站。第二个商业电站是美国阿拉巴马州的Mclntosh电站，于1991年投产，也是补燃式压缩空气储能电站，不同之处在于该系统利用了烟气余热来提高盐穴出来的空气温度，提高了系统循环效率。

国内压缩空气储能电站经历了500kW、1MW、10MW、60MW、100MW等级的发展历程，其技术路线均采用非补燃式，且朝着大容量、绝热压缩方向发展。目前已建和在建的项目主要有安徽芜湖500kW压储电站、贵州毕节10MW压储电站、江苏金坛60MW压储电站、河北张家口100MW压储电站、以及中能建投资建设的湖北应城300MW级、甘肃酒泉300MW、山东泰安350MW、陕西铜川350MW的非补燃式压储电站，以及其它集团投资的如国信淮安2x300MW、华能金坛二期2x350MW、中电建肥城2x300MW的压储电站。

压缩空气储能作为一种大型物理储能技术，用电低谷时，将电能解耦为压力势能和热能，用电高峰时，将压力势能和热能转换为机械能，驱动发电机转换为电能。目前，压缩空气储能系统主要包含7大系统，分别是高压储气系统、空气压缩系统、压缩换热系统、热量存储系统、膨胀换热系统、膨胀发电系统以及控制调度系统。

第三部分是中国能建压缩空气储能系统解决方案

在聚焦大容量压缩空气储能之初，也就是2020年，就在考虑如何充分结合中国能建的优势，即全产业链上下游协同优势、面向多场景的项目开发优势、工程化领域快速切换优势等，同时又能够利于产业化发展，便于电力系统直接调度、可快速迭代更多容量机型、可实现产业链国产自主化以及可接续传统火电装备产业，最终确定以系统简洁、效率高、经济性好、可大规模工程化为目标，在对整个系统进行充分研究论证，并对国内大型装备制造企业进行调研的基础上，中能建聚焦研发300MW级大容量长时压缩空气储能系统。这也是300MW级压储电站的首次提出，通过规模化的建设，可以有效降低单位千瓦造价、提升系统效率、更符合新型电力系统对大规模新能源消纳和大峰谷差调峰的需求。

关于大容量压储电站技术路线选择，主流有两种，一种是“中温绝热压缩”技术方案，采用高压热水储热；另外一种是“高温绝热压缩”技术方案，采用“带压热水+熔融盐”联合储热。因此，形成了中能建具有自主知识产权的“绝热压缩+宽温储热+地下储气库”的技术路线，也是今后最适合大规模市场化推广的技术路线。

针对关键技术难点，主要有三个方面，地上工程的压缩和发电环节、储换热环节，地下工程的储气环节，并提出“地下决定成败，地上决定好坏”。

针对新技术攻关，我们从需求中提炼科学问题，再将之分解成一个个关键技术，通过试验平台的验证，最终应用于工程示范中。针对科学问题，第一是掌握大规模压缩空气储能系统中物质流和能量流的低阻传递、高效储存的交互响应与协同耦合机制；第二是循环高压荷载作用下大容量储气库岩石变形理论和密封结构设计理论。基于此，从五点开展了关键技术研究，并建立了四大实验室，最后应用于湖北应城、甘肃酒泉、山东泰安、陕西铜川的示范工程中。

第一是系统参数定制及优化方面。根据大容量压缩空气储能电站的热物理特性，对压缩系统、储热系统、换热系统、膨胀做功系统进行全流程建模分析，研究并掌握了各系统变量对电站技术、经济性的影响规律，通过能流分析了各系统的能耗及㶲损失特点，可快速完成系统参数定制及优化，确保整套系统电电转换效率达到最优。

第二是多级串并联大容量高压力高效率空气压缩储能系统技术。针对压缩系统需求，定制化开发了适用于大容量压缩空气储能电站不同压力、温度参数的系列化产品。采用大流量轴流压缩机+高压力离心压缩机多段串并联组合方案，满足大容量压缩空气储能电站储能需求。

第三是大容量宽负荷高效空气膨胀发电系统技术。共同研制适用于频繁启停工况的空气膨胀发电机组，采用单列串联布置膨胀机方案，绝热效率可达92%以上。

第四是多介质宽温储换热技术。自主研发了适合工程化推广的高压热水储热系统、熔盐储热系统，联合研发了大容量球形高压储热罐、新型翅片管式换热器。与北工大联合开发了“低熔点混合熔盐”，应用于高温绝热压缩技术路线中。

第五是数字化网储协同调控技术。针对压缩空气储能电站频繁启停的特点，设备关键部件寿命分析，特殊设计，并根据压缩机组、空气透平发电机组运行特性，完成了电站控制技术研究、仿真系统开发、智能电厂设计。

第六是大规模变压深地储气方案。针对天然盐穴，掌握了深层盐穴选址评估、水溶法快速成腔、大口径井筒工程。针对人工硐室，掌握了硬质岩选址评估、大型硐室开挖方案、地下储气空间柔性密封技术、硐室状态监测系统。

通过上述技术研发和工程实践，数科集团形成了压缩空气储能系统工艺包，承担国家重大科技专项、国家自然科学基金、省级自然科学基金、中国能建重大科技专项“揭榜挂帅”等科研项目共计15余项，编制技术标准70部，共发表科技论文50余篇。

第四部分是工程实践

第一个项目是湖北应城300MW级压缩空气储能电站示范工程。建设规模300MW，储能容量1500MWh，储能8h，释能5h，采用非补燃式中温绝热压缩技术路线，储热介质采用带压热水，储气装置采用65万立方的地下盐穴，整体系统效率约70%。该项目创造了单机功率、储能规模、转化效率3项世界记录，数十项国际首创、全球首次突破。项目于2023年2月1日正式开工，2024年4月9日并网成功，最终到2024年12月22日实现全容量并网。

该项目实现了数十项国际首创，并于2025年1月9日，成功发布“能储一号”品牌，标志着中国压气储能技术率先进入 300 兆瓦级工程化新时代，引领我国登上新型储能世界之巅。

第二个项目是甘肃酒泉300MW级压缩空气储能电站示范工程。建设规模300MW，储能容量1800MWh，储能8h，释能6h，采用非补燃式高温绝热压缩技术路线，储热介质采用低熔点熔融盐+带压热水，储气装置采用人工硐室。

该项目是人工硐室的首次应用示范，为最大承压型人工硐室。

第三个项目是山东泰安350MW盐穴压缩空气储能电站示范工程。建设规模350MW，储能容量1400MWh，储能8h，释能4h，采用非补燃式中温绝热压缩技术路线，储热介质采用带压热水，储气装置采用地下盐穴。该项目充分利用泰安的盐穴资源、合理规划能源发展布局，打造电网侧独立储能开发模式。

第四个项目是陕西铜川350MW压缩空气储能示范工程。建设规模350MW，储能容量1400MWh，储能6h，释能4h，采用非补燃式中温绝热压缩技术路线，储热介质采用带压热水，储气装置为人工硐室。该项目首次采用大罐式储气方案，有力促进相关基础理论研究和工程实践。

第五个项目是正在开展前期的甘肃酒泉敦煌660MW压缩空气储能电站示范工程。建设规模660MW，储能容量2640MWh，储能8h，释能暂定4h，采用非补燃式高温绝热压缩技术路线，储热介质采用熔融盐+带压热水，储气装置采用人工硐室。该项目的主机参数超过现有参数，实现了更高参数、更大容量、更高效率的应用示范，助力推进600MW级压储项目商业化和产业化进程。

我的汇报到此结束。谢谢大家！

一审：刘亚珍

二审：裴丽娟

三审：潘 望