零碳科技：全球第一！中國壓縮空氣儲能技術突破，儲能產業里程碑

一臺壓縮機的突破，正在將可再生能源的“最后一公里”變為通途。

2026年2月，中國儲能領域傳來重磅消息。中國科學院工程熱物理研究所聯合中儲國能（北京）技術有限公司，成功研制出“國際首套單機功率最大壓縮空氣儲能壓縮機”。

這臺擁有完全自主知識產權的核心裝備，已通過國家CNAS認可的第三方測試，多項指標達到國際領先水平。它不僅是技術參數的突破，更標志著中國在全球壓縮空氣儲能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）領域的領跑地位進一步鞏固。

超級“心臟”：百兆瓦壓縮機的技術突破

壓縮機，被譽為壓縮空氣儲能系統的“心臟”。它的任務是在儲能時段，利用低谷電或棄風棄光電，將常壓空氣壓縮至超高壓狀態，并將其內能與壓力勢能儲存起來。

此次由中科院工程熱物理研究所團隊攻克的這臺“超級心臟”，具體性能有多強？測試數據給出了答案：

功率之王：最高功率達101兆瓦（MW），相比已有壓縮機，單機功率提升100%以上。這意味著單臺設備即可驅動更大規模的儲能系統，顯著減少設備數量與占地面積。

壓力之巔：最高排氣壓力達10.1兆帕（MPa）。這一壓力水平相當于在1平方厘米的面積上承受超過100公斤的重量，為空氣的高密度儲存奠定了基礎。

寬廣的“心率”變幅：變工況范圍為38.7%至118.4%。風電、光伏具有波動性，這就要求壓縮機能在非滿負荷下高效運行。如此寬廣的高效運行區間，意味著它能更好地適配可再生能源的“脾氣”，在不同負荷下都能穩定工作。

效率之最：在最高排氣壓力下，壓縮機的效率高達88.1%。效率是衡量能量轉換的核心指標，這一數據不僅代表著能量損耗極低，更直接提升了整個儲能系統的經濟性。

技術突破點：研發團隊通過自主創新，攻克了總體設計及優化、全三維流動優化、長轉子復雜軸系結構設計、高效變工況控制等一系列關鍵技術難題。這些看似晦澀的技術名詞，實則代表了我國在高端裝備精密制造與熱力學控制領域的深厚積累。

長時儲能“藍海”：壓縮空氣儲能的前世今生

要理解這臺壓縮機的分量，需要先梳理壓縮空氣儲能技術的發展脈絡。

發展簡史：從補燃到先進絕熱

壓縮空氣儲能的概念可追溯到20世紀初。

Huntorf電站

萌芽與起步（1949-1970s）：1949年，StalLaval提出了CAES的設想。1978年，德國亨托夫（Huntorf）電站建成，這是全球首座商業運營的CAES電站，至今仍在運行。但它采用“補燃式”技術，發電時需要燃燒天然氣，且系統效率僅約42%。

優化與探索（1990s-2000s）：1991年，美國麥金托什（McIntosh）電站建成，增加了余熱回收系統，效率提升至54%，但仍需少量燃料補燃。

（注：其裝機容量為110MW，雖然裝機容量比Huntorf電站的系統要小，但儲能容量更高，達到2.86GWh，其持續放電時間為26小時。該系統將壓縮空氣儲存在一個27萬立方米的鹽穴中，這個CAES系統在與HuntorfD-CAES系統大致相同的最大和最小壓力之間運行。在這兩個儲能系統中，天然氣發電設施對能源容量的貢獻很大。例如，在McIntosh壓縮空氣儲能系統每單位從電網獲取的電能，大約需要1.05個單位的天然氣能源在放電期間才能將0.6個單位的電能輸送回電網。）

技術革新（21世紀至今）：隨著“先進絕熱壓縮空氣儲能（AA-CAES）”概念的提出，技術迎來革命性突破。AA-CAES在壓縮過程中回收壓縮熱并儲存，在釋能時用儲存的熱量加熱高壓空氣，徹底擺脫了對化石燃料的依賴，實現了零碳排放。

技術分類與現狀

如今，壓縮空氣儲能家族枝繁葉茂，主要包括：

先進絕熱壓縮空氣儲能：技術相對成熟，效率可達60%-80%，是目前商業化示范的主流。

等溫/超臨界/液態空氣儲能：處于基礎研究或原型實驗階段，能量密度更高，但系統復雜。

全球CAES項目正朝著更大規模、更高效率、更環保的方向演進。

中國路徑：二十載磨一劍，從追趕到領跑

與國外相比，中國在壓縮空氣儲能領域的起步較晚，但步伐極快。2004年起，以中科院工程熱物理研究所為代表的科研力量開始系統研究，走出了一條獨具特色的“中國路徑”。

理論原創：率先提出先進壓縮空氣儲能新原理，奠定了技術發展的理論基礎。

完整研發體系：建成了涵蓋“系統設計-關鍵部件-集成控制”的完整研發設計體系。

示范項目迭代：中國用不到20年時間，完成了從實驗臺到商用巨無霸的跨越。正如中科院資料顯示，已率先建成從1.5MW→10MW→100MW→300MW的完整示范序列。

此次101兆瓦壓縮機的突破，正是這一發展鏈條上的關鍵一環——它直接服務于目前在建或規劃中的百兆瓦級乃至吉瓦級儲能電站，打通了技術走向大規模工程應用的“任督二脈”。

這臺壓縮機到底有多重要？

這臺壓縮機的價值，絕不僅限于實驗室的測試報告，而在于它將引發的“鏈式反應”。

對壓縮空氣儲能系統本身：成本與性能的雙重優化

壓縮機成本占整個儲能系統成本的相當一部分。“單機功率提高100%以上，單位成本大幅降低”這一描述，揭示了關鍵邏輯：設備單機容量越大，單位造價越低，系統集成越簡單，占地面積越小。這直接推動了壓縮空氣儲能從“技術可行”走向“經濟可行”。

對新型電力系統：提供靈活的“巨型電網調節器”

壓縮空氣儲能具有單機容量大、壽命長（30年以上）、安全環保的獨特優勢。這臺高效壓縮機的問世，意味著我們能用更低的成本，建造更多巨型“空氣電池”。這些電站可以在用電低谷時“充電”（壓縮空氣存入鹽穴或人工儲氣罐），在用電高峰時“放電”（釋放高壓空氣發電），有效平抑風電、光伏的波動性，保障電網安全。

對碳中和目標：助力新能源消納

山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創新示范電站

這臺101兆瓦壓縮機的出現，為大規模消納棄風棄光提供了核心裝備支撐。以正在建設的中能建山東泰安350MW項目和江蘇金壇2×350MW項目為例，這些項目投運后，單次充電可儲存數百萬度電，年減排二氧化碳可達數十萬噸。這正是核心部件突破帶來的宏觀價值。

壓縮空氣儲能的趨勢與展望

壓縮空氣儲能技術正呈現出三大趨勢，這臺壓縮機的誕生恰好踩在了每一個鼓點上：

1.單機規模“大型化”

從德國亨托夫的29MW，到美國麥金托什的110MW，再到中國應城的300MW級電站并網，以及金壇二期350MW項目的推進，單機規模不斷刷新紀錄。百兆瓦級壓縮機的成熟，為未來吉瓦級（1000MW）儲能電站的規劃掃清了障礙。

2.系統效率“極致化”

早期CAES效率僅40%左右，如今我國300MW級示范項目效率已可達70%以上。核心壓縮機88.1%的效率，為系統整體效率突破75%甚至80%提供了可能。效率的每一點提升，都意味著電力市場交易中更多的利潤空間。

3.選址與模式“多元化”

從依賴天然鹽穴（如金壇、肥城），到建設人工儲氣罐，CAES的選址日益靈活。同時，它與風、光、火、氫等技術的耦合也在探索中。隨著設備成本下降，“共享儲能”、“虛擬電廠”等商業模式將加速落地。

結語

國際首套 101MW 壓縮空氣儲能壓縮機的突破，不僅是我國儲能技術領域的一座里程碑，更是我國科技自立自強的生動體現。從 2005 年的技術空白，到 2026 年的全球領跑，中國科研團隊用 20 余年的堅守與創新，攻克了壓縮空氣儲能的一系列核心難題，實現了從核心部件到系統集成的全鏈條自主可控。

在 “雙碳” 目標與新型電力系統建設的背景下，壓縮空氣儲能技術已成為我國能源轉型的核心支撐，而百兆瓦級核心裝備的突破，將進一步推動其規模化、商業化發展，為風電、光伏等新能源的大規模消納提供保障，為國家能源安全筑牢屏障。同時，這一技術的突破也將帶動高端裝備制造、新能源、綜合能源服務等多個產業的發展，形成千億級產業鏈集群，為經濟高質量發展注入新動能。

未來，隨著技術的持續創新與政策的大力支持，壓縮空氣儲能將在全球能源革命中扮演越來越重要的角色，而中國將以技術領跑者的身份，推動全球壓縮空氣儲能產業的發展，為實現全球碳中和目標、構建人類命運共同體貢獻重要力量。能源轉型的浪潮中，中國正以核心技術創新，鑄就新時代的能源基石。

部分素材來源：中新網、新華財經