2023压缩空气储能技术

压缩空气储能技术交流1目 录CONTENTS01市场发展和技术发展0201市场发展和技术发展02压缩空气储能关键设备03项目案例04新型储能可持续发展建议2PART

市场发展和技术发展3市场发展和技术发展1.1政策指引1.1政策指引国家层面国家发改委和国家能源局联合发布《关于加快推动新型储能发展的指导意见》，首次明确储能装机量的量化目标：到2025年，新型储能装机规模达3000万千瓦以上，并实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变。到2030年，实现新型储能全面市场化发展。河北省根据《河北省“十四五”现代能源体系规划》，河北省将大力实施可再生能源“倍增计划”，到2025年可再生能源发电装机规模将突破1亿千瓦，装机占比达到60%左右，在大力发展煤电灵活性改造、燃气调峰电厂、抽水蓄能电站的基础上，全省布局建设新型储能规模400万千瓦以上，实现新型储能从商业化初期向规模化发展转变，具备规模化商业化应用条件。4新型储能业务分类NO.1电化学储能从三北地区的源网荷储项目为依托开始进入电化学储能的设计领域。

NO.2压缩空气储能国内最早进入压缩空气储能领域的设计院之一，可以提供专业的方案咨询、设计和总承包服务

NO.3热储能从火电灵活性改造进入热储能领域，三改联动政策引发热储能的大爆发1.2河北院技术发展1.2河北院技术发展5新型储能业务分类NO.4氢储能以张家口地区的新能源制氢规划和制氢设计辐射多个地区，完成多项新能源制氢项目设计工作，最大容量达到12000Nm3。

NO.5飞轮储能主要服务于新基建的大数据中心IDC、城际高速和汽车充电桩等领域，与其他储能技术结合更能彰显优势。完成了国电汉川飞轮储能调频项目。

NO.6抽水蓄能主持编制河北省中小型抽水蓄能电站规划，对河北省水利资源完成了大摸排工作，结合对能源消纳情况的优势，完成了近40个站址的优选工作。1.2河北院技术发展1.2河北院技术发展6压缩空气储能技术概述压缩空气储能技术概述1.2 压缩空气储能的优劣1.2 压缩空气储能的优劣压缩空气储能作为储能量级唯一可与抽水蓄能相媲美的大规模储能，具有调频、调峰、易储、黑启动的较大优势。技术正越来越受到青睐。快速启动能量密度和功率密度较高具备黑启动能力日常运营成本低设备的使用寿命长，损耗低非补燃式技术容易实现碳中和投资成本高，投资回报长储气库受到较大的限制电电效率比抽水蓄能低电价政策还有待明确7技术储备及技术合作技术储备及技术合作01作为国内较早进入压缩空气储能领域的工程设计单位，先后承担了山西大同50MW煤矿巷道压缩空气储能示范项目和乌兰察布“源网荷储一体化”关键技术研究与示范-多源蓄热式压缩空气能量枢纽项目的设计工作，具备丰富的压缩空气储能相关设计经验。0102《非补燃式压缩空气储能技术研究》为我院承担的河北省科技计2017年立项，2020027月通过河北省科技厅组织的验收。2020年开始与清华大学合作开发光热复合压缩空气储能系统的关键技术。

与清华大学等国内压缩空气储能研发03 单位长期保持着技术交流与合作，能 项 一种压缩空气储能回热系统及方法；一种水力恒压式双效压缩空气储能系统；一种水力压缩空气储能系统；一种地下恒压储气装置。 篇 《压缩空气储能技术研究及应用现状》；《储能技术分类及市场需求分析》；《压缩空气储能盐穴储气库注采全过程热力学特性分析》；《光热复合式压缩空气储能系统及能效分析》；《太阳能热气流发电系统实验研究》；《基于先进绝热压缩空气储能的盐穴储气库特性研究》。9PART

压缩空气储能关键设备10压缩空气储能关键设备压缩空气储能关键设备11压缩机组01当系统压缩空气流量<500Nm3/min时，可选择活塞式压缩机和离心式压缩机。当系统压缩空气流量>500Nm3/min时，适宜采用离心压缩机。01类型压力范围(bar)流量范围（Nm3/min）活塞式压缩机5～70000～500回转压缩机0～300～500离心压缩机5～70050～5000轴流压缩机0～201667～1500002国内厂家主要有沈阳鼓风机厂，陕西鼓风机集团、杭氧透平机械有限公司、开封空分集团有限公司等。国外厂家主要有阿特拉斯·科普柯、西门子。0222净化装置01先进绝热压缩空气储能主要净化目的是除去压缩机入口空气中的颗粒物，其次是去除各级压缩机排气被降温冷却后凝结出大量的水，以避免对压缩机产生损害01020233换热装置01管壳式换热器:以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。01板式换热器:有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、安装清洗方便、应用广泛、使用寿命长等特点。在相同压力损失情况下，其传热系数比管式换热器高3-5倍，占地面积为管式换热器的三分之一，热回收率可高达90%以上。020244储气装置CAES储气方式地面储气人造压力容器：钢制压力容器、管线钢储气罐CAES储气方式地面储气地下储气盐穴储气库 地下储气含水层储气库人造地下储气库废弃矿坑，油气储气库14煤矿废弃巷道建设压缩空气储能煤矿废弃巷道建设压缩空气储能储气容量大资产，实现废弃资源的最大化再利用，支撑我国煤炭行业转型15/77煤矿废弃巷道建设压缩空气储能煤矿废弃巷道建设压缩空气储能50MW/200MWh煤矿巷道压缩空气储能电站----全球首个煤矿巷道压缩空气储能项目开工建设全球首个50MW×4h煤矿巷道压缩空气储能项目电-电效率60%，能源综合效率85%实现深地空间能源再造，实现废弃资源的最大化再利用，支撑我国煤炭行业转型16/77压缩空气储能关键设备压缩空气储能关键设备55膨胀机膨胀机利用了压缩气体膨胀降压时势能转化为动能的原理，在气体膨胀的同时气体温度也会降01 低。现有膨胀机主要分为活塞式膨胀机，径流式膨胀机，轴流式膨胀机。径流式膨胀机结构图和外形图 轴流式膨胀机结构图和外形图02目前国内的东方汽轮机厂，哈尔滨汽轮机厂，上海汽轮机厂均有能力制造压缩空气储能用空气02PART

项目案例18项目案例乌兰察布压缩空气储能项目项目案例乌兰察布压缩空气储能项目01整体方案设计01

01001020304同步建设压缩机系统，透平机发电系统，槽式光热储能系统，压缩机冷却系统，透平机加热系统，地面储气库系统等。空气压缩机采用两段式压缩流程，设置LP及HP压缩机各一台，采用8级串联压缩，其中1-6级压缩为一段压缩（LP压缩机），7-8级压缩为二段压缩（HP压缩机），采用8参数的前提下，降低了压缩机电耗。压缩机冷却系统采用单元制供水调节系统，实现水温及气温精05确控制。设置中温水系统用于对外供热，增加压缩机冷却系统运行的灵活性。05空气透平机采用四级膨胀，进气参数为9.8MPa、230℃。空气透平采用单元制导热油调节系统，实现油温和气温的精确控制。06采用5000m3双层储气库地上布置方案，节省占地，便于维护与检修，同时解决了槽式光热的支撑问题。0603总平面03项目案例乌兰察布压缩空气储能项目04主厂房项目案例乌兰察布压缩空气储能项目04主厂房 项目案例乌兰察布压缩空气储能项目04主厂房项目案例乌兰察布压缩空气储能项目04主厂房项目案例大同云冈压缩空气储能项目项目案例大同云冈压缩空气储能项目PART

新型储能可持续发展建议26发展趋势发展趋势成本的方向发展。提高系统效率：具备压缩、储气、蓄热/冷、回热/冷、膨胀发电压缩机的排气温度、提高蓄热温度和回热温度。降低建设成本：降低压缩空气储能的造价成本，其