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随着新能源发电规模不断提升，电力系统对储能的需求与日俱增。压缩空气储能作为新型储能的一种重要类型，具有建设周期短、布局灵活、响应速度快等优势。不仅可有效减少弃风、弃光现象，优化能源结构，提高新能源的消纳率。亦可在电力系统运行中发挥调峰、调频、调压、备用、黑启动、惯量响应等多种功能，是构建新型电力系统的重要支撑技术。

2、压缩空气储能技术

2.1不同压缩空气储能技术的特点

压缩空气储能的基本原理是：用电低谷时为储能过程，电能驱动压缩机，产生高压空气并存储在储气装置中：用电高峰时为发电过程，储气装置中的空气膨胀推动透平发电机发电。按照空气在压缩和膨胀过程中的热量管理方式、空气的存储状态，目前压缩空气储能主要有补燃式压缩空气储能、绝热压缩空气储能、等温压缩空气储能、液态压缩空气储能和超临界压缩空气储能等。如表1为几种不同压缩空气储能技术的特点。

1、技术路线

绝热压缩空气储能是目前技术相对成熟且工程应用最多的新型压缩空气储能。其工作原理是：储能过程中，在压缩机将空气压至储气室的同时，利用换热器将压缩热存至储热装置，实现电能向压力势能和压缩热能的解耦存储;发电过程中，释放高压空气并利用储存的压缩热加热，形成高温高压空气驱动透平膨胀机发电。相比于传统补燃式压缩空气储能，该技术路线通过采集利用压缩热替代化石燃料补燃，全过程无碳排放。

压缩空气储能主要环节包括压缩环节、膨胀发电环节、换热储热环节和储气环节。

相比于传统压缩机，压缩空气储能系统对压缩机的要求是更高的压比和更宽的工况。可用于压缩空气储能的压缩机主要有往复式、离心式和轴流式三大类。往复式压缩机流量较小；离心压缩机单级压比大，适宜中等流量工况；轴流压缩机具有流量大、功率大、单级压比小等特点。工程应用中常考虑不同压缩形式结合且多级串联，目前常用的一种组合是首级采用轴流式，后几级采用离心式。

相比于传统发电机，压缩空气储能系统中的透平膨胀发电机需适应宽工况、高负荷和非稳态的运行方式。可用于压缩空气储能的透平膨胀机主要有往复式、径流式和轴流式三大类。往复式膨胀机流量小、效率低；径流式膨胀机效率较高，流量受到约束;轴流式膨胀机适用于大流量，且效率较高。规模在5MW以上的压缩空气储能一般选用轴流式膨胀机。

换热环节可采用的换热器主要有管壳式和板式两类，其中管壳式换热器可承受较高的温度和压力，但体积大且换热效率低；板式换热器换热效率高，但无法承受高温高压且密封难度高。目前应用于工程的换热器主要是在管壳式换热器基础上改良的发卡式换热器，具有纯逆流特点，提升换热效率的同时可减小体积。

储气类型包括天然地下洞穴、人工硐室、金属容器、复合材料等。天然地下洞穴成本优势明显，但受限于特殊地质地理条件难以大范围推广人工硐室削弱了特殊地理条件限制，但成本较高：且循环交变载荷作用下易导致密封失效。金属材料压力容器运行可靠性高、设计制造技术成熟、安装布置灵活，但规模小、造价高。复合材料存储压力高、密封性好、耐腐蚀，但目前价格高、管径较小，尚未应用于压缩空气储能领域。

压缩空气储能通过电能、势能、热能等能量的相互转换，实现电能的储存和释放，是我国最具发展基础和发展潜力的一种新型储能。在技术层面，具有运行寿命长、涉网性能良好、安全风险小等优势，未来将向大规模、高效率、系统化方向发展。在经济层面，压缩空气储能目前造价水平较高，随着产业成熟和技术进步，未来基于盐穴和人工硐室储气的压缩空气储能造价有望低于现有大中型抽水蓄能造价水平，基于管线钢的压缩空气储能造价有望与同等规模的中小型抽水蓄能造价水平相当。当前压缩空气储能在技术和产业配套方面尚未成熟，难以在市场环境下获得合理投资回报，因此，需要政策支撑以稳定发展预期，进而引导储能产业链快速发展。