液气复合压缩储能：一种高效低成本压缩空气储能新技术

摘要

压缩空气储能技术是减少弃风弃光，实现电能大容量与规模化存储的关键支撑技术。然而，受限于系统热管理效率低、热压协同失配等本征性短板，致使系统整体运行效能与经济效益受到显著影响。为此，西安交通大学先进储能团队通过融合抽水蓄能的高效能量转换特性与压缩空气储能的低成本优势，提出一种基于液气两相工质的复合压缩储能新架构，该技术以气-液两相工质为载体，利用水力设备作为电能-势能转化设备的同时，通过液气界面强化热质交换实现储能介质(空气)的近等温压缩/膨胀，从而有效抑制由热力学不可逆性导致的可用能损失，实现系统运行过程能量高效存储与释放。实验结果表明，所提液气复合压缩储能系统具有储能密度高、压缩效率高与地理依赖低等优势，其能量存储密度是抽水蓄能的3倍以上，系统循环效率比传统压缩空气储能技术提高超过20%。目前，液气复合压缩储能技术在系统拓扑结构优化、液气耦合储/释能关键装备设计、高压储能装置制造等方向已取得阶段性进展，并在山东泰安、江西九江等地相继启动工程示范项目。该技术的规模化应用将为缓解弃风弃光压力、平抑电网负荷波动提供重要技术支撑。未来研究将重点围绕系统集成协同调控、关键装备性能强化与低成本制造工艺突破等方面展开，以推动其进一步成熟与工程化，进而为提升可再生能源渗透率与整体利用效率，提供具备可行性的系统解决方案。

关键词

液气复合压缩储能 / 压缩空气 / 拓扑结构 / 储能装置

基金资助

国家科技重大专项资助项目(2025ZD0805700)