压缩空气储能拐点已至，高榕资本和技术与产业先行者陈海生做了对话（有节选）
高榕资本 11月28日
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近期，高榕资本对话了中国能源研究会储能专委会主任、中关村储能产业与技术联盟理事长、中国科学院工程热物理所研究员陈海生。
Q：中国正经历有史以来规模最大的储能投资和建设周期，进入储能行业的“黄金时代”。为什么储能在今天拥有如此重要的战略意义？
陈海生：今天第三次工业革命和能源革命，至少在三个方面对储能提出重大的需求。
首先，随着移动互联网时代的到来，除了要求信息的移动互联互通，也对移动电源即便携式储能提出了重大需求。
第二个重大需求来自交通电气化的发展。中国约70%的石油依靠进口，其中石油的约50%用于交通领域。近年来随着电动汽车等产业的发展，对储能提出了几十倍的增长需求。
第三，随着可再生能源的大规模发展，对规模化储能提出了重大需求。今年中国可再生能源装机总量已接近12亿千瓦，尤其在双碳目标下，从2020年到2060年可再生能源占比要从15%提高到80%。对于一个14亿人的大国来说，保证能源安全，必须解决可再生能源的不可控性，根本上还是要靠储能。
Q：在以新能源为主体的新型电力系统中，储能将占据怎样的地位？
陈海生：随着可再生能源从补充能源转变为主体能源，电力系统也正发生革命。我国电力市场改革的方向很明确，即从政府定价逐步走向电力现货市场。未来电力现货市场可能会像今天的股票市场一样，电价根据供需情况灵活波动，峰谷电价差可能从今天的1:3提升到最高1:10，甚至出现负电价。
在此背景下，电力系统正从此前源、网、荷三大业态，转变为源、网、荷、储四大业态，储能成为电力系统四大主体之一，未来将占据10%-15%的市场规模。预计2025年后将形成比较成熟的商业模式和比较稳定的市场与政策环境，进入规模化的良性发展阶段。
Q：压缩空气储能技术，其原理和实现方式是怎样的，最适配的场景是什么？
陈海生：压缩空气储能的基本原理是在用电低谷时，通过压缩机将空气压缩到高压状态，并存储起来；在用电高峰期，再将高压的空气释放，驱动膨胀机转动，带动发电机发电上网。我们曾经做过一个比喻，压缩空气储能犹如给电网装上一个特大号的空气“充电宝”。
压缩空气储能技术有几个特点。首先是系统规模比较大，单机规模可以达到100兆瓦乃至300兆瓦，和抽水蓄能相当；其次是由于没有自耗散，储能周期不受限制；第三点，系统寿命非常长，因为主要都是机械设备，通过合理的保养，压缩空气储能电站可以运行30-50年；第四，单位成本较低；第五，安全性相对较高。因此，压缩空气储能适合大规模、长时间的储能应用。
当然相较于电池，压缩空气储能也有不足，响应时间相对较慢、灵活性较弱。压缩空气储能类似硬盘，适合大容量、长时间的存储。
Q：您带领研发的先进压缩空气储能系统，在哪些方面具有领先性？
陈海生：传统压缩空气储能系统在大规模应用中存在几点问题。首先，其系统是基于燃气轮机发展而来的，需要燃烧化石燃料；其次，还依赖储气洞穴，受到地理条件限制；此外，因为系统从燃机改造而来，且没有回收空气在压缩过程中产生的压缩热，因此系统效率不够高。
中国科学院工程热物理研究所团队从2004年开始，致力打造先进的压缩空气储能系统，来克服上述三个瓶颈。
Q：上述先进压缩空气储能技术，目前已经实现了怎样的产业化应用与落地，过程中有哪些重要的里程碑？
陈海生：从2004年到今天已经走过了18个年头，我们经历了艰难而又富有成效的旅程。从研究系统与部件的耦合机理、热力学特性等基础理论研究开始，到压缩机、膨胀机、蓄热换热器等关键技术及装备研制的突破，再到集成示范以至产业化应用。
为了规避技术风险，2011年我们从1千瓦规模的系统开始进行原理验证；再逐步放大、稳步提升，从15千瓦到1.5兆瓦、10兆瓦，直至100兆瓦、乃至未来的300兆瓦。过程中技术不断成熟，效率不断提升，成本不断下降，保证我们从一个胜利走向另一个胜利。
2016年底，我们在贵州毕节落地了第一个10兆瓦先进压缩空气储能示范项目；2021年8月，在山东肥城，我们推动中国第一个商业压缩空气储能电站并网，规模为10兆瓦；就在今年9月，由我们提供技术和建设的国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目在河北张家口顺利并网发电运行；近期我们在山东肥城还宣布了一项300兆瓦先进压缩空气储能电站的正式开工。
整体来看，我国在压缩空气储能领域起步较晚但是发展很快，实现了从跟跑、并跑到领跑的过程。从1.5兆瓦规模开始，我们基本和国际同步，到10兆瓦级、百兆瓦级我们的建设进程已经领先国际，且性能指标超过国外8-10%。
Q：只有可再生能源＋储能实现平价，可再生能源时代才会真正到来。压缩空气储能今天的单位经济模型、度电成本如何？需要达到什么程度，才能让这一新技术带来广泛的变革？
陈海生：目前我们的先进压缩空气储能项目，每千瓦单位装机成本为4000-6000元，每千瓦时的成本为1000-1500元，折算度电成本约为0.2-0.25元/度电。只要峰谷电价差超过0.25元/度电，压缩空气储能就可以获利。在未来5年，我们有信心使得成本再降30%，彼时度电成本可以下降至0.15-0.2元/度电，这样就会有非常强的竞争力。
如何再降成本？我们将着手从三个方面来实现。首先是不断研发新的关键技术，加速技术迭代与革命，使得系统性能进一步提升；其次，通过标准化和工程化的产品推广应用，使系统建设成本进一步下降；第三是规模化，即发展更大规模的先进压缩空气储能系统，降低边际成本。
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