压缩空气储能技术研发获突破
新闻：财联社2月5日电，记者从中国科学院工程热物理研究所获悉，该研究所近日在压缩空气储能技术研发方面取得重要突破。由中国科学院工程热物理研究所联合中储国能（北京）技术有限公司研制的国际首套、单机功率最大的压缩空气储能压缩机通过具有CNAS资质的第三方测试。测试结果表明，该压缩机最高排气压力达10.1MPa，最高功率101MW，变工况范围为38.7%～118.4%，最高排气压力下的效率为88.1%，达到国际领先水平。
一、核心原理：电能转空气压力能，高效依赖近等温压缩
压缩空气储能（CAES）压缩机是储能系统的 “心脏”，核心作用是在电网低谷期消耗电能，将常压空气压缩至高压（通常 10-30MPa），并存入储气装置（盐穴、人工容器等），实现电能→空气压力能 + 热能的转化。
1. 基本热力学逻辑
理想等温压缩：压缩时温度不变，功耗最低、效率最高，但工程上难以完美实现
实际多级压缩 + 级间冷却：分多段压缩，段间设冷却器，让压缩过程尽可能接近等温，大幅减少因气体温升导致的能量损失
先进 CAES：压缩热会被同步回收存储（储热系统），释能时再回热膨胀，显著提升系统电 - 电转换效率（可达 70%+）
2. 主流结构类型
速度型（透平式）：大规模 CAES 首选，含离心式、轴流式 离心式：沈鼓等主力，适合高压比、大流量，结构稳定，单机功率可达百 MW 级 轴流式：陕鼓优势领域，流量大、效率高，适合首段大流量压缩
容积式：用于中小型系统，如螺杆式、活塞式，可实现较好的近等温效果
3. 工作流程简述
电机驱动→空气吸入→多级压缩 + 级间冷却→高压空气排出→储热系统回收压缩热→高压空气入储气库
二、核心技术：决定效率、工况适应性与可靠性的关键壁垒
1. 总体设计与气动优化
多级全三维协同设计：级间参数精准匹配，减少流动损失，提升整机效率
宽工况高效适配：适应电网负荷波动与储气压力变化，实现全负荷范围内高效率，避免 “大马拉小车”
流场精细化优化：叶片型线、叶轮结构、扩压器设计，降低涡流与二次流损失
2. 转子与轴系技术（高速重载的核心）
长转子复杂轴系设计：解决百 MW 级压缩机高速旋转（数千至万转 / 分）下的振动、临界转速问题
转子动力学优化：非对称倾斜滑动轴承等，控制振动幅度，保障长期稳定运行
高强度材料应用：耐温耐压合金，适应 300℃+ 排气温度、10MPa + 压力工况
3. 高效冷却与热管理
级间冷却系统创新：微通道换热器、高效冷却器，提升温降效率、减小体积
近似等温压缩技术：末段压缩优化，降低排气温度，提升系统综合效率
压缩热回收适配：与储热系统精准匹配，最大化热量回收与再利用
4. 密封与控制
高压密封技术：干气密封、浮环密封等，减少高压空气泄漏，提升容积效率
高效变工况控制：智能调节压力比、转速，适配储能系统充放能动态过程
数字孪生与智能运维：全流程虚拟预演、实时监控，提前预警故障
三、主要生产企业：国产崛起，与国际巨头同台竞争
国内核心企业（已实现百 MW 级工程应用）
1、陕鼓动力（601369）：轴流压缩机龙头，具备 10MW-660MW 全系列能力，轴流机组为制造业单项冠军，市占率领先。适配高 / 中温全系列，与多项目合作，单机功率覆盖广
2、沈鼓集团：离心压缩机优势显著，攻克高温高压技术。为淮安盐穴等项目提供 12 台套机组，采用三段压缩 + 末段近似等温，系统效率 > 71.5%，单机功率达百 MW 级
3、中储国能 + 中科院工程热物理所：联合研发国际首套 101MW 压缩机，突破单机功率瓶颈，适合先进非补燃 CAES 系统
4、（*ST金灵）金通灵：与中科院合作，在毕节、肥城项目完成中试，产品含压缩机、膨胀机
5、东方电气、哈电集团：依托电站设备制造积累，切入压缩机组领域，提供整体解决方案
国际传统巨头（曾主导高端市场）
1、西门子：大型离心压缩机技术成熟，适配传统补燃式 CAES
2、GE：透平机械技术领先，在压缩空气储能领域有多年经验
3、Atlas Copco（阿特拉斯・科普柯）：螺杆压缩机见长，适合中小型 CAES 系统
4、MAN Energy Solutions：大型透平压缩机，适应高压大流量场景
四、市场格局与市占率：国产替代加速，陕鼓沈鼓双龙头
1. 市场阶段
当前处于商业化初期向规模化发展的关键期，国内已建成 / 在建多个百 MW 级示范项目（金坛、肥城、淮安等），国产设备逐步打破国际垄断
2. 市占率数据（核心口径区分）
国内市场（压缩机 + 膨胀机） 陕鼓动力：轴流机优势明显，市场份额约45%（2025-2026），预计 2027 年后略降至 40% 沈鼓集团：离心式优势突出，份额约35%，保持稳定 其他（东汽、哈电、金通灵等）：合计约 20%，竞争将加剧 注：部分研报提及陕鼓特定场景市占率更高（如轴流压缩机），需注意统计口径差异
全球市场 国际巨头（西门子、GE 等）在传统 CAES 领域仍占一定份额 中国企业凭借技术突破 + 成本优势，在新建先进 CAES 项目中份额快速提升，国产设备国产化率已达 85% 以上
3. 竞争特点
技术路线分化：陕鼓偏轴流 + 离心组合，沈鼓强于离心，中科院 / 中储国能主攻单机超大功率
一体化趋势：设备商向系统集成延伸，提供 “压缩机 + 膨胀机 + 储热 + 控制系统” 整体方案
单机功率突破：百 MW 级成为主流，100MW + 压缩机验证成功，支撑 300MW + 级储能项目建设
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