目前，应用较广泛的是太阳能补热型压缩空气储能系统，该系统是利用太阳集热装置聚光形成温度可达500℃以上的高温热源对压缩空气进行补热升温后，再推动透平膨胀做功，从而提高系统运行效率的储能系统。

　　美国普渡大学、英国华威大学、英国诺丁汉大学、伊朗德黑兰大学、中科院工程热物理所、清华大学、华南理工大学等机构也开展了相关研究。

　　主要应用领域

　　压缩空气储能技术最早主要用于电力系统的调峰和调频，但随着技术不断发展和微小型压缩空气储能技术的出现，其应用越来越广泛，在可再生能源、分布式能源、汽车动力系统、UPS电源等方面都得到了应用。

　　电力系统调峰

　　目前，每日的用电负荷是波动变化的，且峰谷差日趋增大。为了满足要求，当前的发电装机容量与电网容量需按最大需求建设，导致用电低谷时发电机组停机或低负荷运行，以及电网容量的浪费。压缩空气储能作为大规模容量型储能技术，可将用电低谷多发出的电能储存，在用电高峰释放，实现电力系统削峰填谷，减少发电装机及电网容量，提升电力系统效率和经济性。

　　可再生能源

　　可再生能源如风能、太阳能均具有间歇性、不稳定性，直接发电并网对电网冲击很大，故弃风、弃光现象严重。压缩空气储能技术可将间断、不稳定、不可控的可再生能源发电储存起来，再按照需求平稳、可控的释放，具有平滑波动、跟踪调度输出、调峰调频等功能，实现可再生能源电力大规模并网，有效解决弃风、弃光问题。

　　分布式能源系统

　　分布式能源系统和微电网系统是未来高效、低碳、高安全性能源系统的主要发展趋势之一。但分布式能源系统相较于大电网，具有负荷波动大、系统调节能力差、故障率高等缺点。压缩空气储能可作为负荷平衡装置及备用电源，有效解决上述问题，提高系统的供电可靠性、稳定性，并可实现黑启动及孤网运行。由于压缩空气储能技术过程中产生热量，可以和制冷、制热系统相结合，实现分布式能源系统的冷热电联产，具有很好的应用前景。

　　电力系统调频

　　压缩空气储能电站可以和其他如燃气轮机电站、火电站或抽水蓄能电站一样起到电力系统调频的作用。当压缩空气储能电站与其他储能技术如超级电容、飞轮储能、化学电池等相结合时，调频速度会更快更有效。

　　其他应用

　　压缩空气储能在其他领域也有较广泛的应用，可以为汽车、高尔夫球车等移动设备提供动力；也可以作为不间断电源（UPS），为数据机房、精密仪器制造、医疗设施、国防设施等关键部件提供保障性电源；系统经膨胀机做功发电后释放的空气由于温度低且经过了净化，还可用于空调系统为建筑提供新风和冷量。

　　挑战及机遇

　　技术性能需要进一步提升

　　虽然新型压缩空气储能技术发展速度较快，但各项技术性能仍需进一步提升，尚不能完全满足大规模推广的要求。目前，新型压缩空气储能最高效率为60%左右，距离高效电池储能技术的效率（80%以上）还有一定差距；其系统最大规模为10MW，尚未达到传统压缩空气储能百兆瓦规模；其系统单位成本约为6000~10000元/kW暨1500~2500元/kWh，仍有足够的下降空间。

　　迫切需要开展大规模系统的技术攻关

　　大规模化是压缩空气储能技术的发展趋势，也是其降低成本和提升性能的主要途径。现已实现应用的新型压缩空气储能技术规模偏小（1-10MW），还不能满足对储能规模和经济性的要求。因此，迫切需要启动更大规模（100MW级）的新型压缩空气储能技术研发。

　　研发力量尚显不足

　　由于压缩空气储能技术是一个多学科交叉的系统工程且单台机组规模大，其技术研发门槛较高，需要组建大规模的研发团队和大量的资金投入，故目前从事该技术研发的机构、团队相对较少；由于系统内部件繁多，需要建设大量的部件及系统实验平台以完成关键技术攻关，目前全球范围已建成的高水平研发平台较少，未给予足够的研发条件支撑。

　　示范和应用亟需加强

　　新型压缩空气储能技术的示范系统数量少，规模小，不能满足技术发展的示范需求，迫切需要各国政府、企业加强政策引导、加大资金支持。目前大部分国家尚未形成系统的电价补偿和激励政策，全球商业运行的电站较少，一定程度上影响了压缩空气储能技术的推广和应用。

　　随着各国电价政策的逐渐完善，大规模压缩空气储能示范项目的陆续建成，压缩空气储能产业已经进入了发展的快车道。相信在良好的政策环境下，在产业链上下游的大力支持下，在科研机构持续不断的技术革新下，压缩空气储能技术一定会持续健康发展，快速实现大规模应用。

　　（该文研究获得了国家重点研发计划（2017YFB0903602）、国家自然科学基金（51676181）、中国科学院前沿科学重点研究项目（QYZDB-SSW-JSC023）、北京市科技计划项目（D161100004616001；D161100004616002）的资助。）