什么是“壓縮空氣儲能”？一文說清

2026 年是“十五五”開局之年，正是將宏觀“規劃圖”細化為可行“施工圖”的關鍵階段。在這個過程中，我們會頻繁遇到一系列聽起來專業又前沿的“科技名詞”，比如“綠色供應鏈”“清潔低碳氫”等。這些術語并非空洞的概念，它們背后折射的是未來幾年科技突破、產業轉型與生活演進的真實方向。

那么，這些詞究竟意味著什么？它們將如何具體地改變我們的日常？今天，就讓我們走進“壓縮空氣儲能”這個名詞。

什么是壓縮空氣儲能？

壓縮空氣儲能（compressed air energy storage，簡稱CAES）是一種長時儲能技術，其基本原理是利用電力驅動壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態，從而將富余電能轉化為壓縮空氣能量并儲存；在需要用電時再將儲存的壓縮空氣釋放，驅動膨脹機或燃氣輪機發電，從而實現電能的回收－利用。

壓縮空氣儲能的分類信息

壓縮空氣儲能的詳細解釋

壓縮空氣儲能系統主要包括壓縮系統、儲氣系統和膨脹發電系統。根據熱能管理方式的不同，壓縮空氣儲能系統可分為三種類型：常規壓縮空氣儲能系統（Diabatic CAES）、絕熱壓縮空氣儲能系統（Adiabatic CAES）和等溫壓縮空氣儲能系統（Isothermal CAES）。

壓縮空氣儲能系統的工作原理基于熱力學中的壓縮與膨脹過程：

在電能儲存階段，電力驅動壓縮機將空氣壓縮至高壓狀態，并將其儲存在地下鹽穴、巖洞或地面儲氣罐中。壓縮過程中，空氣溫度升高，常規系統通過將熱量釋放到環境中來處理這部分熱能；絕熱壓縮空氣儲能系統在壓縮階段將熱量儲存起來。

在釋放能量發電階段，釋放儲存的壓縮空氣，驅動膨脹機或燃氣輪機發電。膨脹過程中，空氣溫度降低，常規壓縮空氣儲能系統可通過燃燒天然氣等方式加熱空氣，以維持膨脹機的工作溫度；絕熱壓縮空氣儲能系統儲存的熱量，在該階段得以釋放，以提高系統效率；等溫壓縮空氣儲能系統則通過先進的熱交換技術，在壓縮和膨脹過程中保持空氣溫度恒定，進一步提高效率。

壓縮空氣儲能的

應用領域及發展前景

壓縮空氣儲能作為一種成熟的長時儲能技術，具有響應速度快、功率密度高、儲能容量大、循環壽命較長等優點，可廣泛應用于電網調頻、負荷平衡和可再生能源消納等領域。

在電網調頻方面：壓縮空氣儲能系統可以快速響應電網負荷的變化，提供必要的調節能力，確保電網的穩定運行。

在可再生能源消納方面：壓縮空氣儲能系統可以將多余的可再生能源儲存起來，在能源需求高峰時釋放，平衡能源供需，提高可再生能源的利用率。

隨著技術的不斷進步，壓縮空氣儲能系統的效率和經濟性不斷提高，未來有望在更多領域得到應用，成為實現能源轉型和碳中和目標的重要技術之一。

壓縮空氣儲能的綠色應用難點

壓縮空氣儲能作為一種新型的儲能技術，雖然具有成本低廉、資源豐富等優勢，但在其發展過程中也面臨一些挑戰。

首先，壓縮空氣儲能系統的建設可能涉及土地使用和環境影響等問題。地下儲氣空間的選擇和建設可能對周邊環境和生態系統造成影響，需要進行充分的環境評估和風險管理。

其次，壓縮空氣儲能系統的運行可能涉及能源消耗和排放等問題。雖然壓縮空氣儲能系統在放電過程中不直接排放污染物，但其壓縮和膨脹過程可能消耗大量能源，影響系統的整體效率和環境友好性。

此外，壓縮空氣儲能系統的經濟性和可持續性仍需進一步驗證。雖然壓縮空氣儲能系統在理論上使用成本較低，但其建設和運營成本仍然較高，需要通過技術創新和政策支持來降低成本，提高經濟性。

策劃制作

作者丨劉語 中國科學院工程熱物理所研究員 長時規模儲能重點實驗室副主任

審核丨李存璞 特種化學電源全國實驗室教授 中國化學會科普工作委員會委員

責編丨楊楊 王夢如

審校丨徐來 張林林