【海川化工科技前沿】中科院工程热物理所完成全球首次兆瓦级恒压压缩空气储能系统实验

海川老鱼 · 发表于 2026-4-22 21:17:10

您需要登录才可以下载或查看，没有账号？注册

x

海上风电有一个“老大难”：风大的时候电用不完，没风的时候电不够用。

如果能有一套储能系统，直接建在海上、跟风机“住”在一起，是不是就能完美解决这个问题？

中国科学院工程热物理研究所刚刚给出了答案。他们完成了全球首次兆瓦级恒压压缩空气储能系统实验，向心膨胀机效率达到88.28%。

前线君注意到，这项技术选了一个特别的位置——水下。

01 为什么是“水下恒压”？一个被忽视的储能赛道

先聊聊技术原理。

传统的压缩空气储能，需要一个巨大的储气空间——可以是废弃盐穴，也可以是人造硐室。但无论哪种，储气压力都会随着空气释放而下降，导致膨胀机偏离最佳工况，效率受损。

水下恒压压缩空气储能的思路完全不同。

它把储气装置放在水下，利用恒定静水压实现恒压储释能。无论舱内还有多少空气，外部水压始终不变。这意味着压缩机可以在恒定工况下运行，膨胀机也始终在最优效率区间工作。无需垫底气，系统结构更简单，能量效率最高可达80%。

发现没有？这不是对传统压缩空气储能的“修修补补”，而是一次原理层面的重构。

截至2025年底，全球海上风电累计装机约89.2吉瓦，我国以52吉瓦的累计装机量位居全球首位。海上风电呈现典型的“反调峰”特性——风大的时候未必是用电高峰，用电高峰的时候可能没风。这些绿色电力要稳定并网，储能是不可或缺的一环。

而水下恒压压缩空气储能，恰好可以跟海上风电形成“天生一对”：海上有风，海底有空间，不需要额外占地，储能和发电可以在同一片海域完成闭环。

02 88.28%背后：实验平台的“硬核”配置

再来说说这次突破的技术细节。

研发团队研制了国内首个兆瓦级恒压压缩空气储能实验平台，能够模拟700米水深环境，支撑关键部件及整机系统实验研究。

这个平台能做什么？前线君梳理了一下，主要有三个层面的突破：

第一，全工况动态特性验证。研究揭示了系统启动、稳态运行、停机等全流程的功率与转速动态调节特性，精准刻画了膨胀机各级进出口温度/压力变化、换热器压力损失及恒压储罐内温度/压力变化规律。

第二，快速调节能力验证。实验系统验证了储能过程中对可再生能源的实时消纳能力，发电过程中膨胀机振动极小，冷启动时间不超过5分钟，2分钟内可完成停机。

第三，填补研究空白。此前，恒压压缩空气储能的动态特性研究严重匮乏，是规模化工程应用的核心瓶颈。这次实验填补了兆瓦级恒压压缩空气储能系统释能全工况动态特性研究的空白。

前线君用一句话总结：不光是“做出来了”，还“研究透了”。

03 更大的图景：压缩空气储能正在走向“多元化”

这次突破只是压缩空气储能技术发展的一个缩影。

2026年2月，中国科学院工程热物理研究所联合中储国能，成功研制国际首套单机功率最大的压缩空气储能压缩机，通过第三方测试。该压缩机最高排气压力达10.1兆帕，最高功率101兆瓦，效率达到88.1%，变工况范围高达38.7%-118.4%，达到国际领先水平。

在地面上，中国能建在湖北应城建设的“能储一号”世界首台套300兆瓦压缩空气储能电站，已经实现全容量发电并接入湖北电网。这座超级“空气充电宝”每天蓄能8小时、释能5小时，电能转换效率约70%，设计年发电量可达5亿千瓦时。

在地下，废弃的盐穴正在被改造为“电力银行”。应城市因地下蕴藏丰富的岩盐资源，盐穴溶腔容积达4000余万立方米。“能储一号”利用地下500米处容积80多万立方米的盐穴储能，采用“非补燃”技术实现零碳目标。

在水下，这次88.28%效率的突破，为海上风电配套储能打开了新的想象空间。

前线君注意到一个明显的趋势：压缩空气储能正在从“单一技术路线”走向“场景适配的多元化”——盐穴有盐穴的玩法，人工硐室有人工硐室的玩法，水下恒压有水下恒压的玩法。不同资源禀赋、不同地理条件，各有各的最优解。

04 当锂电遇到压缩空气储能：不是“替代”是“互补”

最后聊聊一个绕不开的话题：锂电和非锂电储能的关系。

过去几年，锂电储能凭借快速响应、部署灵活等优势，占据了新型储能市场的主导地位。但锂电也有自己的“天花板”——4小时以上长时储能成本偏高、资源安全存在隐忧。

压缩空气储能的优势正好形成互补：长时储能成本低、寿命长（30年以上）、资源约束小、安全性高。而水下恒压压缩空气储能又进一步解决了传统压缩空气储能的选址约束问题——只要有海，就能做。

前线君认为，未来的新型电力系统，不会是“一种技术包揽一切”。锂电解决短时调频和日内调峰，压缩空气储能覆盖跨日、跨周甚至跨季节的长时储能需求，钠电、液流电池等技术填补特定场景空白——这是一个“组合拳”的时代。

结语：

回到开头的问题：88.28%的效率突破，意味着什么？

前线君觉得，答案藏在三个维度里：

第一，技术上，它证明了水下恒压压缩空气储能已经具备了规模化应用的实验基础。从“能不能做”到“怎么做更好”，研究团队用数据给出了答案。

第二，应用上，它为沿海地区解决海上风电消纳问题提供了新路径。我国52吉瓦的海上风电装机，需要一个“接得住、稳得住”的储能方案。

第三，产业上，它让压缩空气储能的技术版图更加完整。从盐穴到人工硐室，再到水下恒压，不同场景都有了自己的“最优解”。

那么问题来了：当锂电储能与压缩空气储能、钠电储能等技术齐头并进，新型电力系统的调节资源，会迎来怎样的“黄金时代”？

海川老鱼 · 发表于 2026-4-22 21:19:33