重磅！两大央企布局抽水蓄能新技术

CPEM大国水电获悉：2026年5上旬，中国长江电力股份有限公司（三峡集团旗下）和中核武汉核电运行技术股份有限公司（中核集团旗下） 先后公开了压缩空气与抽水蓄能耦合技术的核心专利，标志着我国两大能源央企正式布局这一革命性储能技术路线，为解决传统抽水蓄能地理限制难题提供了全新方案。

压缩空气-抽水蓄能混合储能系统是一种创新性地将抽水蓄能与压缩空气储能技术深度耦合的新型物理储能技术。它通过利用压缩空气的压力能来放大抽水蓄能的能量转换效果，有效解决了传统抽水蓄能对地理条件依赖过高、优质厂址资源稀缺的行业痛点，同时保留了两种技术各自的优势。

（图源CPEM，与内容无关，仅供参考）

中国长江电力股份有限公司申请一项名为"压缩空气增压抽水蓄能系统及方法"的专利。

发明涉及一种压缩空气增压抽水蓄能系统及方法，压力容器自上而下分层排列，每层包含一个或多个相连通的压力容器。压力容器内部设置有液位传感器，位于最下层的压力容器内设置有压力检测设备，液位传感器及压力检测设备与控制器信号连接。压力容器通过输水管道与外部水源连接，输水管道上设置有水驱动设备。压力容器内腔的顶部通过气体管道连通，管道上设置有控制气路通断的阀门。该方法包含蓄能及释能两个阶段，蓄能阶段按照由上至下的顺序对压力容器进行充水，释能阶段按照由下自上的顺序对压力容器进行排水。本发明提供的系统及方法，提升了单位空间内的储能密度，能够有效平抑水轮机入口处的总压力波动。

（图源：国家知识产权局）

中核武汉核电运行技术股份有限公司也申请了一项名为"压缩空气-抽水蓄能混合储能系统及其运行方法"的专利。

申请属于能源储存技术领域，公开了一种压缩空气‑抽水蓄能混合储能系统及其运行方法，该系统包括高压储能容器、上水库、下水库、空气压缩模块、热能存储模块、水泵、水轮机、空气透平发电机组；该方法先将空气压缩至与上水库水头等效的压力，将压缩产生的热量通过热能存储模块收集并储存，压缩空气将高压储能容器内的水压入上水库，同时打开第二连接阀门，启动水泵模块，将下水库的水泵入上水库，待高压储能容器内的水全部压入上水库后，使用水泵模块将下水库中的水泵入高压储能容器，进一步压缩容器内的空气，关闭上水库与下水库的连接阀门，储能系统进入停机状态。本申请储能密度高，比传统抽水蓄能系统高约5倍，大幅减少土地资源占用。

（图源：国家知识产权局）

一、传统抽水蓄能面临的发展瓶颈

抽水蓄能作为当前技术最成熟、规模最大、经济性最好的长时储能技术，在新型电力系统建设中扮演着"稳定器"和"调节器"的关键角色。然而，随着我国新能源装机规模的快速增长，传统抽水蓄能电站的发展正面临着日益严峻的挑战。

首先是优质站址资源日益稀缺。传统抽水蓄能电站对地形条件要求苛刻，需要同时具备上下两个水库和足够的自然落差。虽然我国抽水蓄能理论资源总量丰富，但受生态环境保护、土地资源约束、移民安置等多重因素影响，实际可开发的优质站址数量有限。特别是在新能源资源丰富的西北、华北等地区，地形平坦，缺乏建设传统抽水蓄能电站的自然条件，储能供需矛盾尤为突出。

其次是土地资源占用量大。传统抽水蓄能电站建设需要占用大量土地用于水库、厂房、输水系统等设施建设。据统计，传统抽水蓄能电站每吉瓦时储能容量约需占用10公顷土地。随着我国土地资源保护政策的日益严格，抽水蓄能电站的用地审批难度不断加大，建设成本持续上升。

此外，建设周期长、投资大也是制约传统抽水蓄能发展的重要因素。一座大型抽水蓄能电站的建设周期通常需要6-8年，投资规模超过百亿元，难以快速响应新能源快速发展带来的储能需求。

二、两大央企的技术创新路径

面对传统抽水蓄能的发展瓶颈，长江电力和中核武汉不约而同地将目光投向了压缩空气-抽水蓄能混合储能技术，通过将两种成熟的物理储能技术有机结合，实现了"1+1>2"的技术突破。

（一）长江电力：分层压力容器设计，精准控制压力波动

长江电力此次申请的专利聚焦于压缩空气增压抽水蓄能系统的结构优化和运行控制。其核心创新点在于采用了自上而下分层排列的压力容器设计，并通过智能化的充排水顺序控制，有效解决了传统混合储能系统中压力波动大的问题。

在蓄能阶段，系统按照由上至下的顺序对压力容器进行充水。随着上层压力容器逐渐被水充满，容器内的空气被压缩并进入下层压力容器，从而逐步提高整个系统的压力。在释能阶段，则按照由下自上的顺序对压力容器进行排水，利用下层压力容器内的高压空气推动水流出，驱动水轮机发电。

这种分层设计和顺序控制方式带来了两大显著优势：一是大幅提升了单位空间内的储能密度，通过充分利用压力容器的容积，实现了更高的能量存储效率；二是有效平抑了水轮机入口处的总压力波动，使水轮机能够在更加稳定的工况下运行，提高了系统的可靠性和使用寿命。

值得注意的是，长江电力在压缩空气储能领域已有深厚的技术积累。此前，该公司已获得"水电站压缩空气中压与低压联络运行装置和方法"、"一种压缩空气系统自动排污系统及运行方法"等多项发明专利授权，在压缩空气系统的优化运行和能量回收利用方面积累了丰富的经验。

（二）中核武汉：热能回收利用，储能密度提升5倍

中核武汉申请的专利则更加注重系统整体效率的提升和能量的综合利用。其设计的混合储能系统不仅包含了高压储能容器、上下水库等基本组件，还创新性地引入了热能存储模块，实现了压缩过程中产生热量的回收和再利用。

在储能过程中，系统首先将空气压缩至与上水库水头等效的压力，同时将压缩产生的热量通过热能存储模块收集并储存起来。然后，利用高压空气将高压储能容器内的水压入上水库，同时启动水泵模块，将下水库的水泵入上水库。待高压储能容器内的水全部压入上水库后，再使用水泵模块将下水库中的水泵入高压储能容器，进一步压缩容器内的空气，提高系统的储能容量。

在释能过程中，系统先利用上水库的水驱动水轮机发电，同时释放高压储能容器内的压缩空气。释放的压缩空气经过热能存储模块加热后，驱动空气透平发电机组发电，实现了能量的梯级利用。

中核武汉的这项技术最引人注目的是其超高的储能密度。专利摘要明确指出，该系统的储能密度比传统抽水蓄能系统高约5倍，这意味着在相同的储能容量下，所需的土地面积和水库体积将大幅减少，极大地拓展了抽水蓄能技术的应用场景。

三、混合储能技术的行业意义与发展前景

长江电力和中核武汉在压缩空气-抽水蓄能混合储能领域的技术突破，为解决传统抽水蓄能发展瓶颈提供了全新的解决方案，具有重要的行业意义和广阔的发展前景。

（一）突破地形限制，拓展应用场景

压缩空气-抽水蓄能混合储能技术通过引入高压储能容器，大幅降低了对自然地形落差的依赖。即使在地形平坦的地区，也可以通过建设小型水库和高压储能容器来实现大规模储能。这将极大地拓展抽水蓄能技术的应用范围，特别是为新能源资源丰富但地形条件不佳的西北地区提供了可行的储能解决方案。

（二）节约土地资源，降低生态影响

由于储能密度的大幅提升，混合储能系统所需的土地面积和水库体积将显著减少。这不仅可以降低项目的土地成本和移民安置难度，还能有效减少对生态环境的扰动，符合我国生态文明建设的要求。

（三）提高系统效率，增强经济性

通过热能回收利用和优化运行控制，混合储能系统的整体效率得到了显著提升。同时，由于建设规模的缩小和建设周期的缩短，项目的投资成本和运营成本也将相应降低，进一步增强了抽水蓄能技术的市场竞争力。

（四）推动技术融合，促进产业升级

压缩空气-抽水蓄能混合储能技术的发展，将推动抽水蓄能和压缩空气储能两大产业的技术融合和协同发展。这不仅有利于提升我国储能产业的整体技术水平，还将带动相关装备制造业的发展，形成新的经济增长点。

随着"双碳"目标的深入推进和新型电力系统建设的加速，我国对大规模长时储能技术的需求日益迫切。长江电力和中核武汉作为能源领域的央企巨头，凭借其雄厚的技术实力和创新能力，在压缩空气-抽水蓄能混合储能领域取得了重要突破。

这两项专利的申请，不仅展示了我国在储能技术创新方面的领先地位，也为抽水蓄能产业的高质量发展指明了新的方向。未来，随着技术的不断成熟和成本的持续下降，压缩空气-抽水蓄能混合储能技术有望成为我国储能产业的重要发展方向，为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供有力支撑。