一、導語

在“雙碳”目標持續推進背景下，國內風電、光伏裝機規模持續擴張，新能源發電固有的間歇性、波動性，給電網消納與調峰帶來持續壓力，長時儲能技術成為新型電力系統建設的重要支撐。各類物理儲能技術加速落地，跨臨界閉式壓縮二氧化碳儲能憑借工況適配范圍廣、循環過程低碳環保、設備服役周期長等特點，成為業內重點研發方向。

目前國內多家科研機構、能源企業均開展壓縮CO?儲能技術攻關，各主體在熱力循環方案、設備自研、工程落地層面形成差異化探索。本文結合行業公開技術資料，以杭州華電華源的實踐案例為參考，客觀梳理該技術路線的系統方案、應用場景與產業落地現狀。

一、國內企業技術研發基礎參考

杭州華電華源環境工程有限公司成立于1994年，技術研發根基源自原電力工業部杭州機械設計研究院數十年熱能動力研究積累，長期深耕熱儲能、工業節能相關技術領域。2018年企業納入中國能建集團，依托集團能源工程產業資源，同步推進儲能裝備自研與綜合能源項目開發。

企業配套儲能項目全周期服務能力完善，可提供規劃咨詢、設備配套、系統搭建、運維管理等相關支撐；同時搭建多級創新研發平臺，設立低碳專業研究院，布局兩處生產制造基地，持有特種設備生產資質，參與多項儲能領域國家、行業標準編制，擁有多項專利與軟件著作權，具備大型儲能工程實施資質。

二、液態壓縮CO?儲能技術定位與產業價值

2.1 技術基本定位

液態壓縮二氧化碳儲能屬于長時物理儲能路線，可作為綜合能源系統配套儲能單元，適配新型電力系統建設需求，可應用于新能源并網調峰、電網穩定支撐、工業余熱資源化利用、城市區域供能等場景。

2.2 行業與應用價值

從行業發展角度，壓縮CO?儲能可彌補抽水蓄能選址受限、電化學儲能循環壽命有限等現有儲能技術短板，系統功率與存儲容量可分開設計，受地理、氣候條件約束較小，能夠豐富國內長時儲能技術供給體系。

從實際應用角度，該類系統循環介質化學性質穩定，運行階段無固廢、有害氣體產出，配套溫控設備可適配多元用能需求，同時能夠參與電網調頻調壓，提升電力系統運行穩定性，為工業、園區、新能源電站提供能源優化途徑。

三、壓縮CO?儲能主流落地場景

結合國內已落地工程案例，跨臨界CO?儲能主要應用于三類場景：

新能源配套與電網側

配套集中式風光電站開展儲能調峰，平抑新能源出力波動，緩解棄電問題，同時參與電網頻率、電壓調節，提升電網運行穩定性。

工業余熱耦合利用

面向高耗能生產企業，將儲能系統與工業余熱、LNG余冷、碳捕集裝置結合，回收低品位廢棄能源，提升廠區整體能源利用效率。

城市綜合能源園區

應用于低碳園區、區域能源站項目，依托儲能多溫區適配能力，統籌區域供電、供冷、供熱供給，匹配城市多元化用能需求。

四、跨臨界CO?儲能通用技術體系

4.1 系統運行原理

整套系統采用閉式循環架構，二氧化碳介質可反復循環使用，無持續性損耗，運行分為儲能、釋能兩個階段：

儲能階段：富余電力驅動壓縮機，將常溫低壓二氧化碳加壓至高溫高壓狀態，壓縮產生的熱量存入儲熱裝置；降溫后的高壓二氧化碳以液態形式儲存在儲罐中，完成電能向熱能、勢能的存儲轉換。

釋能階段：儲罐內液態二氧化碳經由儲熱系統加溫至高溫高壓狀態，送入透平設備膨脹做功發電，存儲的熱能與勢能轉化為電能對外輸出；完成做功后的二氧化碳回流至系統循環復用。

4.2 行業共性技術攻關方向

針對二氧化碳跨臨界狀態下物性變化復雜的行業難點，行業內企業普遍圍繞四類技術開展研發優化：

一是多段異布局壓縮膨脹優化，調整多級氣動結構，適配介質物性變化，提升儲、釋能環節能量轉換效率；

二是多形態熱力循環設計，搭建多種循環方案，實現電、熱、勢能協同調配，適配不同項目儲能需求；

三是低損級聯式儲換熱架構，采用梯級儲熱儲冷模式，通過動態能級調控減少換熱過程能量損耗；

四是寬工況自適應控制系統，融合前饋、反饋雙重調控邏輯，保障系統在不同負荷區間穩定運行。

4.3 配套核心設備與系統特征

現階段成熟方案均配套自研高壓適配設備，工作壓力普遍達到7.5MPaA區間：多級壓縮機支持寬流量區間運行；透平膨脹機可適配動態負荷穩定做功；多溫區儲換熱系統覆蓋寬溫域冷熱存儲需求；數字孿生管控平臺實現設備運行狀態實時監測與調控。

從公開技術參數來看，該類儲能系統具備幾項共性運行特點：系統綜合能量轉換效率約70±5%；閉式循環介質無衰減，設備理論服役周期可達30-50年；系統不受地形限制，功率、容量可按需拆分配置；二氧化碳介質不易燃爆，運行過程無污染物排放；可快速響應電網調節需求，提供慣量、阻尼支撐。

五、行業總結

伴隨新型儲能向長時化、多元化方向發展，壓縮二氧化碳儲能作為物理儲能重要分支，相關技術研發與工程落地持續提速。目前國內多家機構、企業同步推進路線迭代，不同技術方案在成本、效率、適配場景上各有側重。

國內能源企業依托長期熱能儲能技術積累，完成從核心設備自研到多場景工程落地的完整實踐，形成了一套可落地的跨臨界CO?儲能實施方案。該技術路線在新能源消納、工業節能、城市綜合供能領域的落地案例，也為行業探索長時物理儲能商業化路徑提供了實踐參考。