壓縮空氣儲(chǔ)能：新型儲(chǔ)能藍(lán)海產(chǎn)業(yè)鏈全景解析

壓縮空氣儲(chǔ)能：新型儲(chǔ)能藍(lán)海，產(chǎn)業(yè)鏈全景解析壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)為是目前最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模電儲(chǔ)能技術(shù)之一，其具有儲(chǔ)能容量大、儲(chǔ)能周期長(zhǎng)、安全性能高、比投資小等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求。據(jù)CNESA統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，壓縮空氣儲(chǔ)能在全球新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模中的占比為2.3%，壓縮空氣占中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)占比為3.2%。當(dāng)前壓縮空氣儲(chǔ)能整體產(chǎn)業(yè)規(guī)模仍較小，行業(yè)具備廣闊的發(fā)展空間。隨著儲(chǔ)能效率提升，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的度電成本將持續(xù)下降，壓縮空氣儲(chǔ)能有望形成對(duì)抽水蓄能的補(bǔ)充加替代，成為最為經(jīng)濟(jì)的大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)：壓縮空氣儲(chǔ)能概覽

壓縮空氣儲(chǔ)能是指在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將電能用于壓縮空氣，將空氣高壓密封在報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲(chǔ)氣井中，在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電的儲(chǔ)能方式。壓縮空氣儲(chǔ)能運(yùn)作原理：壓縮空氣儲(chǔ)能分為傳統(tǒng)與新型兩大技術(shù)路線。傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)依賴于化石燃料和大型儲(chǔ)氣室，且系統(tǒng)效率較低。新型壓縮空氣儲(chǔ)能提高了壓縮空氣儲(chǔ)能廣泛適用度，其主要原理為利用可再生能源電能或電網(wǎng)夜間低谷電驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮環(huán)境空氣以儲(chǔ)存能量。目前最主要的新型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)主要有三個(gè)新的技術(shù)路徑：蓄熱式壓縮空氣儲(chǔ)能（TS-CAES）、液態(tài)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（LAES）、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)（SC-CAES）。壓縮空氣儲(chǔ)能分類：蓄熱回?zé)峒夹g(shù)回收再利用氣體壓縮過程所產(chǎn)生的壓縮熱，在壓縮空氣發(fā)電時(shí)不需再燃燒化石燃料，即非補(bǔ)燃式的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)。我國(guó)江蘇金壇非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能電站為世界首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站。超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能通過壓縮、膨脹、超臨界蓄熱及換熱，系統(tǒng)集成優(yōu)化，整體提高系統(tǒng)效率，同時(shí)解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能所有技術(shù)瓶頸。綜合來看，蓄熱式不依賴化石燃料、效率較高，具備較為成熟的技術(shù)，已初具大規(guī)模商業(yè)化條件。而超臨界則兼具液態(tài)和蓄熱式的優(yōu)點(diǎn)，前景較為美好，待技術(shù)突破后，壓縮空氣儲(chǔ)能的系統(tǒng)效率有望進(jìn)一步提升。

壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈

壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈包括上游裝備制造、儲(chǔ)氣庫；中游儲(chǔ)能系統(tǒng)集成（主要提供技術(shù)支持）；下游儲(chǔ)能系統(tǒng)安裝為新能源及傳統(tǒng)電站、電網(wǎng)公司、工商業(yè)企業(yè)等終端用戶提供EPC（工程建設(shè)總承包）業(yè)務(wù)。上游：壓縮空氣儲(chǔ)能設(shè)備

壓縮空氣儲(chǔ)能上游最核心設(shè)備為離心式空氣壓縮機(jī)+換熱器+透平膨脹機(jī)。壓縮機(jī)是一種壓縮氣體提高氣體壓力或輸送氣體的機(jī)器，應(yīng)用較為廣泛，儲(chǔ)能用壓縮機(jī)比普通的壓縮機(jī)流量更大、壓力更高。膨脹機(jī)的主要用途是壓縮氣體膨脹降壓時(shí)，將勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。換熱器的主要用途是將熱流體的部分熱量傳遞給冷流體。壓縮空氣儲(chǔ)能所需關(guān)鍵裝置：資料來源：天風(fēng)證券國(guó)內(nèi)核心設(shè)備制造廠家主要有陜鼓動(dòng)力、沈鼓集團(tuán)、金通靈、杭氧股份、川空集團(tuán)等，國(guó)外主要有阿特拉斯·科普柯、西門子等。陜鼓動(dòng)力是國(guó)內(nèi)空氣壓縮機(jī)設(shè)備龍頭（市占率82%），已與中能建數(shù)字科技集團(tuán)簽約，共同開展壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的合作。沈鼓集團(tuán)作為核心設(shè)備的供貨商為金壇壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目提供空氣壓縮機(jī)。金通靈產(chǎn)品包括空氣壓縮機(jī)、膨脹機(jī)等，與中科院工程熱物理研究所合作，在畢節(jié)、肥城兩個(gè)項(xiàng)目完成了產(chǎn)品中試。金通靈與中科院合作的貴州畢節(jié)10MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目：杭氧股份是國(guó)內(nèi)空分裝置龍頭（市占率約40%），具備空氣壓縮機(jī)、透平膨脹機(jī)自產(chǎn)能力。川空集團(tuán)是空分設(shè)備制造商（市占率6%），具備透平膨脹機(jī)生產(chǎn)能力。設(shè)備制造主要廠商還包括哈電汽輪機(jī)公司、東方汽輪機(jī)公司和上海汽輪機(jī)廠等。上游：儲(chǔ)氣庫資源供應(yīng)

現(xiàn)有壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目主要采用地下儲(chǔ)氣庫。壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)氣庫包括高壓氣罐、低溫儲(chǔ)罐、廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴等多種形式。其中，地上儲(chǔ)氣庫（高壓氣罐和低溫儲(chǔ)罐）目前多處于試驗(yàn)階段，成本相對(duì)較高，現(xiàn)階段在建、已投產(chǎn)項(xiàng)目多采用地下儲(chǔ)氣庫（廢舊礦洞改造、新建洞穴、鹽穴）。我國(guó)鹽業(yè)企業(yè)中，魯銀投資、蘇鹽井神、中鹽化工、雪天鹽業(yè)等均在鹽穴儲(chǔ)能領(lǐng)域有所布局。中游：儲(chǔ)能系統(tǒng)（技術(shù)支持）

目前國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)積累與項(xiàng)目建設(shè)已做到全球領(lǐng)先。主要的技術(shù)提供方是中科院熱物理研究所下屬的中儲(chǔ)國(guó)能，以及清華大學(xué)等高校；項(xiàng)目建設(shè)的參與企業(yè)則包括中國(guó)能建、中國(guó)電建等施工單位。其中，中儲(chǔ)國(guó)能是中國(guó)綜合儲(chǔ)能領(lǐng)域的開拓者，背靠中科院熱物理研究所，技術(shù)水平全球領(lǐng)先，其技術(shù)及研發(fā)團(tuán)隊(duì)均源自中國(guó)科學(xué)研究院工程熱物理研究所。2020年中儲(chǔ)國(guó)能獲得中科創(chuàng)星、株洲高科領(lǐng)投的1.6億元天使輪投資，2021年資本繼續(xù)加碼，由招銀國(guó)際領(lǐng)投，中科創(chuàng)星追投，聯(lián)想之星、普華資本、華控基金、南京麒麟等機(jī)構(gòu)跟投，融資金額達(dá)1.8億元。中儲(chǔ)國(guó)能項(xiàng)目情況：資料來源：中儲(chǔ)國(guó)能官網(wǎng)中國(guó)能建具備投建營(yíng)一體化優(yōu)勢(shì)，且掌握核心裝備研發(fā)制造技術(shù)。7月26日，中國(guó)能建湖北應(yīng)城壓縮空氣儲(chǔ)能投資項(xiàng)目開工建設(shè)，項(xiàng)目總投資額18億元，裝機(jī)量300MW，年發(fā)電量可達(dá)5億kWh。

壓縮空氣儲(chǔ)能商業(yè)化進(jìn)程

20世紀(jì)70年代后期，全球第一座壓縮空氣儲(chǔ)能電站在德國(guó)建成，美國(guó)、日本等國(guó)家在此領(lǐng)域的發(fā)展速度也在不斷加快。我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研究起步較晚，2005年才開始發(fā)展，但進(jìn)步迅速，2016年建立示范工程項(xiàng)目，技術(shù)已進(jìn)入全球先進(jìn)水平。2021年9月23日，山東肥城壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰電站項(xiàng)目正式實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，這標(biāo)志著國(guó)際首個(gè)鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能電站已進(jìn)入正式商業(yè)運(yùn)行狀態(tài)。2022年5月26日，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目舉行投產(chǎn)儀式，標(biāo)志著世界首座非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站正式投入商業(yè)運(yùn)行。據(jù)天風(fēng)證券不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)已建成/已開工的項(xiàng)目共有9個(gè)，總裝機(jī)容量為682.5MW。已建成/已開工的九個(gè)項(xiàng)目分別是：安徽蕪湖500kW壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、貴州畢節(jié)10MW壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、同里綜合能源服務(wù)中心內(nèi)500kW液態(tài)空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、山東肥城10MW壓縮空氣儲(chǔ)能調(diào)峰電站項(xiàng)目（一期）、金壇鹽穴60MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、張家口100MW壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目、湖北應(yīng)城世界首臺(tái)300MW壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程、河南平頂山200MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)電站項(xiàng)目、廊坊1.5MW超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目。資料來源：天風(fēng)證券

2021年10月，中共中央和國(guó)務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》明確提出，加強(qiáng)電化學(xué)、壓縮空氣等新型儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)、示范和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用