以气体为基础的储电技术在规模和实施方面变得更加成熟,但这并未解决最重要的问题:在项目可以重复建设的情况下,而不是仅建设一座示范设施时,它们能否以具有竞争力的成本提供储能服务?Michael Barnard 的分析结合中国、美国和欧洲近期项目审视了这一问题,并得出结论:规模扩大尚未证明经济性实现了相应改善。
项目规模更大,但证据仍然有限
过去两年,该行业在中国淮安投运了一座功率为600兆瓦、容量为2.4吉瓦时的压缩空气储能设施。Hydrostor 名为 Willow Rock 的项目也在加利福尼亚州推进审批程序,其净功率为500兆瓦、容量为4,000兆瓦时。在其他技术领域,Highview Power 一座功率为50兆瓦、容量为300兆瓦时的液态空气储能设施已进入建设阶段;与此同时,Energy Dome 在撒丁岛开发了一座功率为20兆瓦、容量为200兆瓦时、采用二氧化碳的设施。
这些项目远远超出了实验室和理论演示的范围,但它们本身不足以证明该行业具备可扩展性。建造一台大型设备能够证明工程实施的可行性,却不能证明客户会在第二个、第十个或第一百个项目中继续选择同一种技术。
热力学与工程复杂性仍是问题核心
仅有廉价气体并不足以建成廉价储能系统。气体压缩会产生热量,因此需要热储罐、换热器、管道和控制系统,以便在膨胀前回收能量。液态空气储能则增加了深度制冷、绝热储罐以及热量和冷量回收等环节,同时还需要压缩机和膨胀机。
在 Energy Dome 的设计中使用二氧化碳是一项重要的热力学改进,因为与液态空气相比,二氧化碳在更易管理的温度和压力下即可液化。但这并没有消除对完整工业电站的需求,该电站仍需压缩、冷却、液化和储存气体,随后再将其加热并膨胀。
效率并未赋予这些技术明显优势
成熟抽水蓄能系统的往返效率约从80%起步;根据国际能源署的数据,2025年全球电池储能系统价格已降至2020年水平的约三分之一。2025年发表的一项批判性综述认为,独立液态空气储能系统的效率通常为50%至60%;当其利用外部热源或冷源时,效率还会进一步提高。
加州能源委员会工作人员对 Willow Rock 项目的评估认为,其往返效率约为60%。该项目需要四列压缩机和涡轮机、共用热储罐、一个开挖的岩洞以及一条长19英里的输电线路。对于缺乏适合抽水蓄能的条件、又需要持续八小时储能的地点而言,这一方案可能具有合理性,但它并不会因此成为易于复制的工业产品;成本会转移到开挖、岩土工程、水资源管理以及因地制宜的建设工作上。
实际上发生了什么变化?
一些项目受益于特定的当地条件,例如利用液化天然气再气化设施旁边可获得的冷量,或利用工业余热。但在这些情况下,项目的可行性取决于邻近地点、该地点的运行时间表,以及如果不用于储能时热量或冷量的价值。因此,某一座设施可能取得成功,却不代表该技术会成为能够在不同市场普遍复制的通用选项。
关于使用寿命长的说法也面临类似挑战。Energy Dome 宣称其净效率超过70%,使用寿命超过30年,且容量或性能不会衰减。然而,这座商业设施尚未运行接近30年,无法证明这一点。二氧化碳分子不会发生化学分解,并不意味着压缩机、涡轮机、泵、阀门、轴承、密封件、换热器和储存罐能够在无需维护或更换的情况下运行。
从首个示范项目走向可重复的市场
撒丁岛的 Energy Dome 项目获得了欧洲投资银行的支持,被视为开发公用事业规模技术的首个项目;这是创新融资的一种合理用途。但它并不能证明成熟项目无需支持就能在商业上具备竞争力。
该分析指出,不能仅凭学习曲线就为成本下降的预期提供依据。电池受益于电芯、模块和电力电子设备的大规模制造,而压缩气体设施仍与场地、基础、压力容器、热储存、管道、电网接入和现场运行密切相关。此外,仅仅再实施一个项目,并不会自动使开挖和地下工程转变为能够大批量生产的制造产品。
编辑解读:真正的变化在于,这些技术已经从图纸和小型模型迈向大型示范设施,这是值得关注的工程进步。但商业成熟度的标准尚未达到:项目必须因为其经济表现优于电池或抽水蓄能而得以重复建设,而不是因为某一个项目能够建成。目前的结论仍取决于特定的本地应用,而来源尚未提供其具备大规模竞争力的证据。