近期，新能源发电规模快速增长，在电力系统中的出力比重不断提高。但以风电、光伏为主的新能源出力具有天然的波动性和不可预测性，增加了电网运行的风险，容易出现断链现象。随着风电和光伏比重不断提高，“弃风”“弃光”现象严重。
电力系统对可靠、长期的电能的需求不断增长。压缩空气储能就是这样出现的。储能技术可以实现能量在时间和空间上的有序调控。大规模长期储能技术可以解决新能源发电的波动性和间歇性问题，实现发电侧平稳输出。提高发电质量，可用于削峰填谷。
压缩空气储能的特点
压缩空气储能兼具大规模和长期储能的特点。根据能源种类的不同，储能技术可分为化学储能、机械储能、热能储能和电磁储能四大类。一般认为，可用于100兆瓦及以上的大规模储能技术只有抽水蓄能和压缩空气储能。
目前，抽水蓄能（PHS）在中国储能市场占据主导地位。由于其技术成熟、千瓦时成本低、容量大，中短期内仍将占据中国储能市场的主导地位。但抽水蓄能资源依赖性强，对地形和水源要求高，开发周期长。
该技术的应用具有较高的局限性，特别是在一些水资源不足的省份，难以大规模发展抽水蓄能。因此，压缩空气储能被认为是最具发展潜力的物理储能技术，是解决“弃风”、“弃光”等新能源消费问题的重要途径之一。
风电和光伏在电网中的占比越高，电力系统对储能的需求就越大。当风电和光伏占比达到80%时，储能时长需求将达到日/周水平。因此，发展长期储能是必要且紧迫的。抽水蓄能通常可以达到6-10h的储能时间，压缩空气储能可以达到4-10h的储能时间。
压缩空气储能技术介绍
压缩空气储能分为压缩、储存和能量释放三个过程。
- 压缩：当动力系统处于低功耗状态时，利用多余的电能驱动压缩机压缩空气；
- 储存：将空气压缩至密闭空间（约10MPa），将能量以高压空气形式储存起来；
- 能量释放：当电力系统需要用电时，将压缩空气从储存空间中释放出来，加热膨胀，带动涡轮机做功，带动发电机发电。产生的电能被输送到电网供终端用户使用。而在某些特定条件下，我们应该使用 离网电池系统来确保设备的性能。
压缩空气系统装置主要由五部分组成：
- 带冷却器的两级或多级空气压缩机；
- 电动机/发电机，为压缩机或涡轮机组提供动能；
- 涡轮机（涡轮机/膨胀机），包括高压和低压涡轮机
- 储存压缩空气的空腔/容器，可以是地下洞穴、采矿产生的盐穴、废弃的天然气井等；
- 燃料储存及换热设备（传统型）/蓄热式换热装置（蓄热式）等
新型压缩空气储能技术不断涌现
传统的压缩空气储能技术相对成熟，但存在依赖大型储气室和化石燃料等问题。开发和商业应用受到各种限制。针对传统压缩空气储能存在的问题，专家学者通过优化热力循环、改变介质相态，并与其他新技术相结合，开发出多种新型压缩空气技术。
我国压缩空气储能项目的主流技术是储热式压缩空气储能（TS-CAES）。与传统的压缩空气储能技术相比，蓄热式压缩空气储能系统取消了燃烧室，储热装置可以回收空气压缩过程中产生的热量。
释放能量时，利用热量加热膨胀机进口的空气，驱动发电机发电。TS-压缩空气储能技术，实现能量回收，提高效率。根据加热温度的不同，TS-压缩空气储能可分为高温、中温和低温三大类，并采用不同的储热介质。
温度越高，转化效率越高，但高温工况对设备要求高，中国项目以中低温型为主。
压缩空气储能的优缺点
压缩空气储能技术是一种具有突出特点的大规模长期储能技术。
优点：
- 长时间：4-10h；
- 规模大：典型的压缩空气储能系统规模为3-400MW；
- 资金成本低：国内4000~6000元/KW；
- 寿命长：可达30年以上；
- 建设周期短：约2年（约18个月）；
- 环境影响小，选址不受限制。
缺点：
- 效率较低：50-70%效率低于抽水蓄能（75-80%）；
- 产业链不够成熟；
- 小容量项目成本较高。与抽水蓄能相比，压缩空气储能的制造周期更短，对自然资源的依赖程度更低。
与锂电池储能相比，压缩空气储能具有储能时间长、容量大、相对安全等特点，可以作为电化学储能的有效补充。未来，大规模、长期的压缩空气储能技术将在世界储能市场占据重要地位。
压缩空气储能产业链
压缩空气储能上游主要包括空气压缩机、膨胀机、储热换热器、发电机、储气装置等设备。中游包括压缩空气储能的整合建设。
产业链下游，压缩空气储能服务于发电侧、电网侧、用户侧终端，商业模式多样，包括可再生能源+储能、电网侧对应电网调度、用户侧调峰等- 谷差套利等 在压缩空气系统中，核心设备的成本最高，超过40%，设备占成本的近60%。
压缩机和膨胀机为核心设备，各占20%，储热换热装置占15-20%，储气系统占20-30%，厂用地占10%，其他占10%。需要注意的是，压缩空气项目会因为气候条件和地理位置的不同，对项目设备有不同的要求。
据统计，我国启动的压缩空气储能项目容量已达7.29GW，其中80MW已投产，100MW即将投产；在建/可研项目3365MW；签约项目已达3750MW，压缩空气储能产业规模快速扩大。
概括
从项目参与方来看，中储国能、中能建、清华/中盐合资等是主要参与方。中储国能主要以调试、建设、可行性研究和调查项目为主，达到910MW。
中国能建目前重点开展合同签约、可行性研究和勘察项目，达到3550MW。压缩空气储能核心设备成本占比最高，市场空间最广阔。压缩空气储能正在蓬勃发展。