中國儲能網(wǎng)訊：液態(tài)空氣儲能（LAES）技術具備長達30~40年的設計壽命，且性能衰減極小，使用空氣和鋼鐵作為主要材料。另外，該技術不受特定地理條件的限制，可以靈活選址部署，克服了壓縮空氣儲能技術的局限性，是支持高比例可再生能源并網(wǎng)和構建新型能源體系具有良好應用前景的技術之一。我國青海省60 MW/600 MWh液態(tài)空氣儲能國家級首臺套示范項目基建及設備安裝已完成，進入調(diào)試階段，作為全球在建規(guī)模最大的液態(tài)空氣儲能項目，計劃于近期并網(wǎng)發(fā)電。本文梳理了當前全球液態(tài)空氣儲能技術的發(fā)展現(xiàn)狀，為我國發(fā)展提出啟示與建議。
01
液態(tài)空氣儲能技術路線與研發(fā)動態(tài)
液態(tài)空氣儲能是一種新興的長時儲能技術，通過將空氣冷卻至液態(tài)并在需要時釋放能量，具有廣泛的應用前景和技術優(yōu)勢。液態(tài)空氣儲能技術的核心在于利用電力過剩時將空氣冷卻至極低溫度，形成液態(tài)空氣并加以存儲。當電力需求增加時，液態(tài)空氣被加熱并氣化，體積膨脹約700倍，產(chǎn)生的高壓氣體可驅動渦輪機發(fā)電。這一過程不僅能有效儲存能量，還在削峰填谷、調(diào)頻調(diào)峰、平滑可再生能源輸出等方面具有重要潛力，預計將成為支撐低碳能源系統(tǒng)轉型的關鍵技術。而且，其超低溫特性不僅適用于能源儲存，還可用于耦合其他工業(yè)領域，具有廣闊的應用前景。液態(tài)空氣儲能三種技術路線的優(yōu)缺點如表1所示。
液態(tài)空氣儲能技術目前還存在熱力學損失、經(jīng)濟性差、耦合和集成設計等核心問題，2025年的主要研究進展如下。
1、熱力學與經(jīng)濟性優(yōu)化
研究人員對獨立液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)或多種集成系統(tǒng)進行基礎熱力學建模、組件優(yōu)化和經(jīng)濟效益評估，提高了系統(tǒng)往返效率并降低儲能成本。4月，丹麥技術大學對不同儲料填充床冷熱儲能的液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)進行熱力學和經(jīng)濟性分析，估算所需儲罐成本，并確定系統(tǒng)運行的最佳充放電壓力。對于輸入功率為100 MW、恒定容量的冷熱儲能的液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，最佳充注壓力為18.5 MPa，放電壓力為10 MPa，系統(tǒng)最大往返效率和液態(tài)空氣產(chǎn)量分別為50.2%和69.3%。同月，沙特阿拉伯伊斯蘭大學將多種復雜的燃氣輪機循環(huán)、超臨界CO2再壓縮循環(huán)等與壓縮空氣儲能集成，并通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡（ANN）、NSGA-II方法和TOPSIS決策，實現(xiàn)了人工智能驅動的多目標優(yōu)化過程，包括系統(tǒng)放能往返效率（ERTE）、凈現(xiàn)值（NPV）和產(chǎn)品比成本（CPr,tot）等。
2、跨系統(tǒng)多能/多產(chǎn)品集成與冷/熱能梯級利用
國內(nèi)外多項研究將液態(tài)空氣儲能與其他儲能技術、外部工業(yè)廢熱/廢冷或多聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)耦合，利用能源的梯級轉化，可提供多種能源產(chǎn)品，大幅提升綜合能源利用效率。3月，加拿大圣約翰紀念大學提出了一種集成液化天然氣（LNG）汽化裝置、固體氧化物燃料電池工藝、鎂氯熱化裝置和Kalina熱電循環(huán)的混合液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，通過廢熱回收同時產(chǎn)生電力和氫氣。該混合工藝往返效率為67.98%，?效率為65.25%，并能將CO2排放量減少62.81%。4月，中國科學院理化技術研究所提出了一種集成了液態(tài)空氣儲能和抽水熱儲能（PTES）的新型儲能系統(tǒng)，通過兩者相變冷能的相互輔助，實現(xiàn)了56.57%的系統(tǒng)往返效率和167.53 kWh/m3的儲能密度。該系統(tǒng)投資回收期為7年，30年凈現(xiàn)值為1.872億美元，LCOE為0.122美元/kWh。8月，華北電力大學提出了一種新型多代空氣分離裝置（ASU）與液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)，通過工藝優(yōu)化，使得液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的往返效率達到57.09%，同時空分產(chǎn)品的綜合耗電量為0.268 kWh/Nm3，與現(xiàn)有ASU相比下降了51.25%。該系統(tǒng)的平準化電力成本（LCOE）低至0.070美元/kWh，投資回收期短至3.9年。12月，浙江理工大學提出了一種與糧食干燥相結合的制冷、供熱、電力（CCHP）多聯(lián)產(chǎn)液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)（LAES-CCHP），系統(tǒng)最佳充電壓力和放電壓力分別為9.0 MPa和6.0 MPa。在冷凝增強干燥模式下，綜合能源利用效率達到114.33%，靜態(tài)投資回收期為5.12年。
3、可再生能源輔助與高性能熱力循環(huán)優(yōu)化
研究人員引入太陽能等可再生能源作為液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的輔助熱源，并對熱力循環(huán)過程進行設計優(yōu)化，從而打破傳統(tǒng)效率瓶頸，實現(xiàn)極高的等效往返效率。3月，華北電力大學對太陽能輔助的液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)進行設計優(yōu)化，特別是結合等溫壓縮（SA-ILAES）和有機朗肯循環(huán)（SA-ILAES-ORC）。結果表明，SA-ILAES和SA-ILAES-ORC系統(tǒng)的等效往返效率分別達到160.71%和193.62%，LCOE低至0.08861美元/kWh和0.08915美元/kWh，投資回收期分別為9.06年和9.75年，具有廣闊的商業(yè)前景。9月，卡塔爾環(huán)境與能源研究所提出由太陽能光伏組件供電，集成液態(tài)空氣儲能和電解氫儲能的混合站，并利用熱回收循環(huán)（TFC）進行額外發(fā)電，系統(tǒng)整體效率為55.5%，其中液態(tài)空氣儲能效率為57.1%，TFC效率為11.6%，旨在滿足汽車充電和加氫的綜合能源需求。
02
全球液態(tài)空氣儲能電站建設進展
1、英國企業(yè)技術領跑，推動液態(tài)空氣儲能走向商業(yè)化
海外液態(tài)空氣儲能技術的典型示范項目如表2所示，英國占據(jù)全球領導地位。英國Highview Power公司是全球液態(tài)空氣儲能技術的開拓者，擁有該領域的核心專利技術。該公司于2018年在英國曼徹斯特投運了全球首個電網(wǎng)級的液態(tài)空氣儲能示范項目，功率5 MW，容量15 MWh，首次在實際電網(wǎng)環(huán)境中證明了液態(tài)空氣儲能技術的可行性，驗證了其并網(wǎng)運行和提供電網(wǎng)平衡服務的能力，是液態(tài)空氣儲能技術從理論走向商業(yè)化的關鍵一步。該公司于2024年獲得了3億英鎊投資，在英國卡靈頓建設商業(yè)化大型項目，規(guī)劃功率為50 MW、容量為300 MWh，預計2026年投入運營。同時Highview Power也向全球授權和推廣液態(tài)空氣儲能技術，包括在日本、西班牙和美國等地開發(fā)項目。其中日本住友重工是Highview公司的主要投資者與技術合作伙伴，利用Highview的模塊化液態(tài)空氣儲能技術在日本廣島建設了一座功率5 MW、容量20 MWh的商業(yè)化電站，并于2025年12月成功投運。從技術原創(chuàng)性、商業(yè)成熟度和全球市場拓展來看，英國均處于主導地位。
2、我國技術發(fā)展迅速，示范項目規(guī)模全球領先
我國液態(tài)空氣儲能領域雖然起步稍晚，但發(fā)展速度極快，已經(jīng)從技術研發(fā)邁向了大規(guī)模示范應用階段。該領域技術研發(fā)主要由中國科學院理化技術研究所等科研機構引領，在液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的設計、集成、關鍵部件等方面已經(jīng)取得了長足進步，并擁有了自主知識產(chǎn)權。
青海省格爾木“60 MW/600 MWh液態(tài)空氣儲能國家級首臺套示范項目”由中國綠發(fā)投資集團有限公司和中國科學院理化技術研究所聯(lián)合攻關，蓄冷效率（95%）、電-電轉換效率（55%）等多項核心指標世界領先，設備自主化率達100%，是世界液態(tài)空氣儲能領域儲能功率最高、儲能容量最大的項目，單日儲能可連續(xù)向電網(wǎng)輸送60萬度清潔電能，年發(fā)電量約為1.8億度，可滿足約3萬戶居民一年的用電需求。與英國Highview Power公司正在建設的商業(yè)電站（50 MW/300 MWh）相比，青海項目在儲能時長（10小時）和總容量（600 MWh）上更具優(yōu)勢。該項目作為國家能源局的首批新型儲能示范項目，驗證了我國自主液態(tài)空氣儲能技術的可行性。
03
啟示與建議
1、發(fā)掘潛力方向，突破熱力學與耦合效率瓶頸
未來研發(fā)工作應重點聚焦于超臨界液態(tài)空氣儲能等高能量密度和高效率的未來技術路線。同時，深化跨系統(tǒng)多能/多產(chǎn)品集成與冷/熱能梯級利用研究。將液態(tài)空氣儲能與具備廢冷源的工業(yè)系統(tǒng)深度耦合，利用外部冷能或廢熱，將液態(tài)空氣儲能效率提升至70%甚至更高水平。通過差異化研發(fā)，將液態(tài)空氣儲能從單一儲能技術升級為提供冷、熱、電多種能源產(chǎn)品的綜合能源系統(tǒng)。
2、因地制宜，培育多能聯(lián)產(chǎn)產(chǎn)業(yè)生態(tài)
通過在西北沙戈荒等新能源基地布局長時儲能示范項目，培育“儲能+工業(yè)冷能利用”、“儲能+綠氫”等耦合場景，挖掘冷能回收的附加價值。牽頭成立液態(tài)空氣儲能多能聯(lián)產(chǎn)技術聯(lián)盟，將液態(tài)空氣儲能升級為“冷、熱、電”三聯(lián)產(chǎn)的綜合能源解決方案，率先在對電力和工業(yè)冷量需求高的東部負荷中心培育獨特的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。依托企業(yè)構建設備制造、氣體生產(chǎn)到終端應用的閉環(huán)，建立技術標準與測試體系，通過規(guī)?；慨a(chǎn)與數(shù)字化運維降低綜合成本，構建完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。
3、加速自主技術產(chǎn)業(yè)化與標準輸出，提升國際競爭力
依托青海省示范項目的應用經(jīng)驗，加速推進自主知識產(chǎn)權技術成果的產(chǎn)業(yè)化，建立和完善液態(tài)空氣儲能技術的標準體系。同時積極推進我國的產(chǎn)品與技術標準向國際輸出，通過工程承包或技術授權等方式與其他國家合作共建示范項目，將自主液態(tài)空氣儲能方案推向國際市場，建立我國技術標準的海外應用標桿，并鼓勵我國機構主導國際液態(tài)空氣儲能技術的標準制定工作。
