压缩空气储能（CAES）：技术路线与工程实践

压缩空气储能（Compressed Air Energy Storage，CAES）是除抽水蓄能外另一种可实现大规模、长时储能的物理储能技术。它将富余电能用于压缩空气并储存，在需要时释放高压空气驱动膨胀机发电，适合电网侧调峰与新能源消纳。

一、技术原理与类型

CAES的基本过程是：在用电低谷驱动压缩机把空气压缩储存于地下盐穴、废弃矿井或高压储罐；在高峰时段释放高压空气，与燃料混合或在换热后进入膨胀机做功发电。按是否需要燃烧燃料，可分为补燃式、非补燃式（先进绝热压缩空气储能，AA-CAES）等路线。

• 补燃式：以天然气等补热，效率较高但依赖燃料、有碳排放。
• 绝热式：回收压缩热并储存，释能时回热，无需燃料、近零排放，是主流发展方向。
• 储气方式：盐穴、废弃矿洞、人工硐室与高压储气罐等，决定项目规模与选址。

二、代表项目与全球实践

全球最早投运的是德国Huntorf电站（1978年，约321兆瓦）与美国McIntosh电站（1991年，约110兆瓦），均为补燃式。近年来，非补燃与绝热路线快速推进：中国江苏金坛60兆瓦盐穴压缩空气储能示范项目、河北张家口100兆瓦级先进压缩空气储能示范工程相继并网，验证了大规模、零碳路线的可行性。多国也在布局百兆瓦至吉瓦级项目，以支撑高比例新能源电网。

三、优点与局限

CAES的优势在于单站规模大、寿命长（可达30—40年）、单位成本低、不依赖稀有金属，可与盐穴等地下空间结合。其局限是选址对储气条件有要求、系统效率受热管理影响（绝热式综合效率约60%—70%）、补燃式仍有碳排放，且关键装备（大流量高温压缩机与膨胀机）仍有较高制造门槛。

四、结语

随着绝热压缩、高温蓄热与高效透平技术进步，压缩空气储能正成为大规模长时储能的重要补充，与抽水蓄能、电化学储能共同支撑新型电力系统的安全稳定运行。

面向新型电力系统加快建设与新能源占比持续提升的大背景，压缩空气储能的发展仍需在降本增效、安全可靠与场景适配之间持续突破。未来，它与抽水蓄能、锂离子电池、液流电池及氢储能等多路线长短结合、功率与能量兼顾、协同配置，将共同支撑能源结构的安全、经济与低碳转型，为可再生能源大规模消纳提供坚实保障。