■中国工业报记者 郭宇
在地下千米的岩层深处，一座能够储存百万度电能的“巨型充电宝”正在悄然改写世界能源格局。当16兆帕的高压成功冲破技术壁垒，当100兆瓦电力持续稳定输出4小时，中国在空气储能这一赛道上，以令全球瞩目的“加速度”一路疾驰。从年初湖北应城300兆瓦示范工程刷新世界纪录，到日前兰石重装斩获肥城项目9996万元大单，短短数月内，多项重磅成果接连涌现。而在这场意义非凡的能源革命背后，空气储能压缩机作为核心“心脏”设备，正凭借100%国产化的突破性进展，向世界揭秘中国在全球储能竞赛中的制胜密码。
化空气为超级电池空气储能的中国答卷
当全球还在为储能技术路线争论不休时，中国已经用实实在在的项目实践证明：空气储能正从实验室走向能源革命的主战场。
目前，在内蒙古苏尼特左旗广袤的草原之下，一组人工地下硐室正进行着一场颠覆传统认知的能量游戏。在电网低谷时段，富余的电能驱动压缩机启动，将空气压缩至16兆帕的高压并储存起来。而当用电高峰来临，高压空气被释放，推动膨胀机发电，以100兆瓦的功率持续供电4小时。这种被形象地称为“空气变电池”的空气储能技术，其核心原理在于实现电能-压缩能-电能的循环转换。尽管这一过程中存在多次能量转换带来的损耗，但它所具备的削峰填谷、应急调峰等功能，对于构建新型电力系统而言，有着远超能耗损失本身的重大价值。
《2025中国新型储能行业发展白皮书》（以下简称《白皮书》）明确指出，空气储能被列为最具发展前景的大规模储能技术。一个极具说服力的数据是，在今年全国新列入的14个储能项目中，空气储能项目占比高达50%。这一数据背后，彰显的是中国对“双碳”目标的坚定践行。湖北应城300兆瓦级压气储能示范工程创造了单机功率、储能规模、转换效率三项世界纪录，并且关键装备实现了100%国产化。江苏金坛60兆瓦级压气储能项目更是实现了非补燃技术的全球首秀，系统效率突破70%。当全球还在为储能技术路线争论不休时，中国已经用实实在在的项目实践证明：空气储能正从实验室走向能源革命的主战场。
在整个空气储能系统中，空气储能压缩机堪称“心脏”级的关键装备。陕鼓集团总工程师王勇曾形象地比喻：“如果把储能系统比作人体，那么压缩机就是将电能转化为‘肌肉能量’的核心器官。”但空气储能压缩机的工作机理并不复杂：在电网用电低谷，利用多余的电力驱动压缩机，将空气压缩并存储；而在用电高峰时，释放高压空气推动发电设备，实现电能在时间和空间上的灵活转移。可以说，这种能量转换过程的效率与可靠性，直接决定了整个储能系统的经济性与实用性。
与传统电池储能相比，空气储能具有三大天然优势：在规模方面，单站容量可达百兆瓦级，是锂电池储能电站的10倍以上；在寿命上，压缩机能够稳定运行30年，远超锂电池5-8年的更换周期；从环保角度来看，其全生命周期实现零污染物排放，彻底解决了电池储能面临的重金属污染难题。这也很好地解释了为何《白皮书》预测，到2030年空气储能装机占比将突破30%，成为支撑碳达峰、碳中和“3060”目标的主力技术。
发力技术创新加快应用落地
值得一提的是，先进的空气储能技术还能够与风能、太阳能等不稳定的清洁能源协同运作，进一步增强了能源供应的韧性。
陕鼓集团在空气储能领域的探索，极具代表性。该公司总经理王建轩在接受中国工业报记者采访时介绍，陕鼓基于能源互联岛基础，创新推出的EISS4.0能源互联岛方案，融入了先进的空气储能技术。该方案在用电低谷时段，借助压缩机将空气压缩存储。用电高峰时，释放压缩空气驱动发电设备，不仅有效平衡了电力供需，还大幅提升了能源利用的稳定性与可靠性。“值得一提的是，这项技术还能够与风能、太阳能等不稳定的清洁能源协同运作，进一步增强了能源供应的韧性。”
王建轩以钢厂为例进行了详细说明：“以一年产能处于400-500万吨区间的钢厂来说，其每年的耗电量高达10亿度左右，节能降耗已经成为工业企业生存和长远发展的核心命题。同时，错峰用电作为一项重要举措，受到国家电网的大力支持，这对于保障供给侧的用电安全有着重要意义。”
实际应用成果是对技术实力的最佳证明。在湖北应城全球首台（套）300兆瓦级空气储能示范电站项目中，陕鼓集团提供的核心压缩机组发挥了关键作用，助力该项目一举创造了单机功率、储能规模、转换效率三项世界纪录，充分彰显了陕鼓在空气储能领域的雄厚技术实力。
记者还了解到，从类型与结构来看，空气储能压缩机呈现出多样化的特点。离心式压缩机凭借大流量、中高压的出色适配能力，成为当下大型储能项目的主流选择，像江苏金坛300兆瓦压气储能项目便采用了此类压缩机。吉瑞石油天然气工程有限公司离心机技术负责人杨树茂表示，随着天然气管道朝着高压力、大口径、大流量的方向发展，离心式压缩机的应用也愈发广泛。以今年新推出的管道抢修用的车载压缩机为例，就具备诸多优点。此外，在储气库建设方面，国内以往多是小规模分期建设，如今开始直接建设大型储气库，类型也日益丰富，建设经验也在不断积累，目前最大的储气库能存储几百亿立方米天然气。在储气库建设中，离心压缩机扮演着至关重要的角色，例如在欧洲、俄罗斯等地的大型储气库中，使用离心机作为主设备效果良好。
国产力量崛起从研发到实践的全面突破
我国在新型空气储能技术领域已处于国际先进水平，从技术研发到工程示范，均引领全球发展。
近年来，国内企业与科研机构在空气储能压缩机技术研发与项目应用方面成果丰硕。沈鼓集团自2018年起针对储能电站用离心压缩机展开深入钻研，成功攻克多项关键技术难题，并牵头完成60兆瓦非补燃式空气储能电站压缩机组的研制工作。该机组随后应用于江苏金坛60兆瓦/300兆瓦时盐穴空气储能发电国家示范项目，其运行流程紧密贴合电网调峰需求。在低谷储电、高峰发电过程中，沈鼓集团设计的多轴离心压缩机组系统，不仅满足了高温储热需求。还能应对宽背压调节难题，适用于频繁启停工况。此外，沈鼓集团还开发出储能系列模型机，优化机组气动设计，研究抗疲劳与转子稳定性计算方法，确保机组使用寿命。通过构建智能仿真控制系统，实现机组全自动控制，满足特殊技术要求。该压缩机关键技术已在多个项目中成功应用，为我国能源转型注入强大动力。
中国科学院工程热物理研究所同样取得重大突破，其研发的河北省张家口国际首套百兆瓦级先进空气储能示范项目压缩机，通过具有CNAS资质的第三方测试。该压缩机最高排气压力达100.333巴，变工况范围为18%-118%，最高效率达87.5%，达到国际领先水平。研究所历经多年努力，自主创新解决一系列设计与制造难题，突破多项关键技术，成功研制出具有完全自主知识产权的多级宽负荷压缩机，为我国空气储能技术发展树立新的里程碑。
展望未来，空气储能压缩机将朝着更高效率、更大功率密度、智能化控制、材料与制造创新以及成本降低与产业化的方向持续迈进。
在效率提升上，非补燃技术成为主流发展趋势，借助超临界储热、熔盐储热等前沿技术，进一步提升压缩热回收效率，向系统效率80%的目标发起冲击。功率密度方面，单机功率将从目前的300兆瓦级迈向600兆瓦级，满足百兆瓦级电站不断增长的需求。智能化控制领域，集成AI算法与物联网技术，实现压缩机全生命周期健康管理与自适应调节，提升系统运行的稳定性与可靠性。材料与制造创新层面，3D打印技术将助力制造复杂流道叶轮，航空技术的引入将进一步提升压缩机性能。成本控制与产业化进程中，随着项目装机量的快速增长，压缩机单位成本有望下降20%-30%，国产化率的不断提升也将进一步降低成本，推动技术大规模商业化应用。
中科院工程热物理研究所研究员陈海生指出，我国在新型空气储能技术领域已处于国际先进水平，从技术研发到工程示范，均引领全球发展。他认为，未来空气储能商业化将进入规模化发展阶段，但目前系统效率、规模及成本仍有提升空间。
空气储能压缩机作为实现大规模物理储能的核心装备，其技术的每一次进步都在推动空气储能朝着高效化、低成本化、智能化的方向大步迈进。在“双碳”目标的引领下，以及新型电力系统建设的浪潮中，空气储能压缩机将在电网调峰、可再生能源消纳等关键领域发挥不可替代的重要作用，成为构建零碳能源体系的坚实支柱。
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