研判2025！中國(guó)二氧化碳儲(chǔ)能行業(yè)工作原理、發(fā)展背景、市場(chǎng)現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)分析：已有多個(gè)項(xiàng)目落地，行業(yè)仍處于技術(shù)示范推廣的初期階段[圖]

內(nèi)容概要：二氧化碳儲(chǔ)能是一種氣液互轉(zhuǎn)、兩態(tài)協(xié)同儲(chǔ)能技術(shù)，基本原理是在用電低谷期，利用多余電力將常溫常壓的二氧化碳?xì)怏w壓縮為液體，并將壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存起來(lái)；在用電高峰期，利用存儲(chǔ)的熱能加熱液態(tài)二氧化碳至氣態(tài)，驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。數(shù)據(jù)顯示，2024年全球能源產(chǎn)生的二氧化碳排放量35491.8百萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)1.3%。燃料燃燒生成的二氧化碳(CO2)是造成全球變暖的主要溫室氣體，因此減少碳排放并推動(dòng)碳資源的有效利用已成為緩解全球變暖的主要策略之一。近年來(lái)，以CO2作為工作流體的儲(chǔ)能系統(tǒng)逐漸受到關(guān)注并對(duì)其進(jìn)行了研究。CO2作為儲(chǔ)存介質(zhì)，具有無(wú)毒、不可燃和高安全性的優(yōu)點(diǎn)。隨著碳捕集技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠與二氧化碳捕集裝置連接，可有效緩解CO2排放，幫助緩解溫室效應(yīng)的壓力。2020年以來(lái)，在產(chǎn)業(yè)鏈成本下降與“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能行業(yè)正式進(jìn)入快速發(fā)展的黃金階段，裝機(jī)規(guī)模迅速擴(kuò)大。截至2025年上半年，中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到101.3GW，同比+110%，首次突破100GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模是“十三五”時(shí)期末的32倍。目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)，如蕪湖海螺10MW/80MWh二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目，百穰新能源、東方汽輪機(jī)、西安交通大學(xué)合作建設(shè)的10MW/20MWh二氧化碳+飛輪儲(chǔ)能示范項(xiàng)目等。此外，還有多個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能正在建設(shè)中，包括華電木壘100MW二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目、首航高科100MW二氧化碳熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目、吉林油田壓縮二氧化碳儲(chǔ)能科技示范工程等。整體來(lái)看，行業(yè)仍處于技術(shù)示范推廣的初期階段，整體裝機(jī)規(guī)模較小，商業(yè)化應(yīng)用仍需要更多的研究深入和技術(shù)突破。未來(lái)幾年，隨著更多示范項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，二氧化碳儲(chǔ)能有望形成與抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能互補(bǔ)共進(jìn)的格局，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)?；?、高效化、低碳化發(fā)展。

上市企業(yè)：東方電氣(600875)、中國(guó)石油(601857)等

相關(guān)企業(yè)：長(zhǎng)沙博睿鼎能動(dòng)力科技有限公司、海穰新能源科技（蕪湖）有限公司，安徽海螺新能源有限公司、東方電氣集團(tuán)東方汽輪機(jī)有限公司、北京泓慧國(guó)際能源技術(shù)發(fā)展有限公司、遠(yuǎn)景能源有限公司、首航高科能源技術(shù)股份有限公司、中國(guó)石油天然氣股份有限公司吉林油田分公司、山東中熔能源科技有限公司、新疆華電木壘新能源有限公司、中成空間(深圳)智能技術(shù)有限公司

關(guān)鍵詞：二氧化碳儲(chǔ)能工作原理、二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)、二氧化碳儲(chǔ)能發(fā)展背景、二氧化碳儲(chǔ)能市場(chǎng)現(xiàn)狀、二氧化碳儲(chǔ)能建設(shè)項(xiàng)目、二氧化碳儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)

一、二氧化碳儲(chǔ)能行業(yè)相關(guān)概述

二氧化碳儲(chǔ)能是一種氣液互轉(zhuǎn)、兩態(tài)協(xié)同儲(chǔ)能技術(shù)，基本原理是在用電低谷期，利用多余電力將常溫常壓的二氧化碳?xì)怏w壓縮為液體，并將壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱能儲(chǔ)存起來(lái)；在用電高峰期，利用存儲(chǔ)的熱能加熱液態(tài)二氧化碳至氣態(tài)，驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。

二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由高、低壓儲(chǔ)罐，壓縮機(jī)，透平和蓄熱蓄冷單元組成；蓄熱蓄冷單元主要包括再冷器、再熱器、蓄熱罐和蓄冷罐。其工作原理可分為儲(chǔ)能階段和釋能階段兩個(gè)過(guò)程。儲(chǔ)能時(shí)，低壓儲(chǔ)罐中的低壓液態(tài)CO2經(jīng)過(guò)蓄冷換熱器吸熱氣化，再經(jīng)過(guò)(多級(jí))壓縮機(jī)壓縮至超臨界狀態(tài)，同時(shí)通過(guò)再冷器吸收壓縮熱并通過(guò)蓄熱介質(zhì)將熱量?jī)?chǔ)存在蓄熱罐中，最后將超臨界狀態(tài)CO2儲(chǔ)存在高壓儲(chǔ)罐中，即將電能以熱能和勢(shì)能形式儲(chǔ)存；釋能時(shí)，高壓儲(chǔ)罐中的超臨界CO2經(jīng)過(guò)再熱器升溫，再進(jìn)入透平中推動(dòng)透平發(fā)電，同時(shí)再將再熱器出口的低溫蓄熱介質(zhì)冷量?jī)?chǔ)存在蓄冷罐中，末級(jí)透平出口的CO2再經(jīng)過(guò)冷卻器和蓄冷換熱器冷卻至液化狀態(tài)，最后儲(chǔ)存在低壓儲(chǔ)罐，即將熱能和勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能輸出。

與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，二氧化碳儲(chǔ)能展現(xiàn)出顯著綜合優(yōu)勢(shì)：1）超長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，可實(shí)現(xiàn)跨天、跨周甚至跨季的靈活調(diào)節(jié)，精準(zhǔn)匹配新能源出力周期。2）極致安全，儲(chǔ)能介質(zhì)為常溫氣態(tài)二氧化碳，屬于惰性氣體，本質(zhì)安全，無(wú)燃爆風(fēng)險(xiǎn)，為電網(wǎng)安全提供堅(jiān)實(shí)保障。3）實(shí)現(xiàn)全域儲(chǔ)能布局，該技術(shù)不受地質(zhì)條件限制，適用于平原、丘陵、沿海及沙漠等多種區(qū)域，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的全域化布局。4）環(huán)境友好，該技術(shù)本身綠色環(huán)保、無(wú)污染，運(yùn)行過(guò)程中無(wú)化學(xué)反應(yīng)和有害排放，可耦合碳捕捉技術(shù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能功能的同時(shí)協(xié)同增效“固碳”目標(biāo)。

相關(guān)報(bào)告：智研咨詢(xún)發(fā)布的《中國(guó)二氧化碳儲(chǔ)能(CCES) 行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及未來(lái)趨勢(shì)研判報(bào)告》

二、二氧化碳儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展背景

數(shù)據(jù)顯示，2024年全球能源產(chǎn)生的二氧化碳排放量35491.8百萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)1.3%。燃料燃燒生成的二氧化碳(CO2)是造成全球變暖的主要溫室氣體，因此減少碳排放并推動(dòng)碳資源的有效利用已成為緩解全球變暖的主要策略之一。近年來(lái)，以CO2作為工作流體的儲(chǔ)能系統(tǒng)逐漸受到關(guān)注并對(duì)其進(jìn)行了研究。CO2作為儲(chǔ)存介質(zhì)，具有無(wú)毒、不可燃和高安全性的優(yōu)點(diǎn)。隨著碳捕集技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠與二氧化碳捕集裝置連接，可有效緩解CO2排放，幫助緩解溫室效應(yīng)的壓力。

從2024年各地能源產(chǎn)生的二氧化碳排放量來(lái)看，中國(guó)大陸以11172.8百萬(wàn)噸的排放量位居首位，占全球總排放量的31.5%；其次為美國(guó)、歐洲，排放量為4619.1百萬(wàn)噸、3525.9百萬(wàn)噸，占比13.0%、9.9%；此外，還有印度、俄羅斯、日本排放量超1000百萬(wàn)噸。

三、二氧化碳儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1、相關(guān)政策

二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)獲得了政府部門(mén)的高度重視，已納入多個(gè)國(guó)家級(jí)、省級(jí)儲(chǔ)能發(fā)展政策。2024年8月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局、國(guó)家數(shù)據(jù)局印發(fā)《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動(dòng)方案（2024—2027年）》將二氧化碳儲(chǔ)能，作為滿(mǎn)足長(zhǎng)時(shí)間尺度調(diào)節(jié)及經(jīng)濟(jì)性、安全性等應(yīng)用場(chǎng)景需求的新型儲(chǔ)能技術(shù)之一，列入電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力優(yōu)化專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)。此外，二氧化碳儲(chǔ)能作為重點(diǎn)新型儲(chǔ)能技術(shù)已被分別寫(xiě)入《廣東省培育發(fā)展未來(lái)綠色低碳產(chǎn)業(yè)集群行動(dòng)計(jì)劃》《安徽省新型儲(chǔ)能推廣應(yīng)用實(shí)施方案》《黑龍江省新型儲(chǔ)能規(guī)模化建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)施方案（2025-2027年）》等省級(jí)儲(chǔ)能發(fā)展政策文件。

2、市場(chǎng)現(xiàn)狀

新型儲(chǔ)能作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的重要支撐，也是催生國(guó)內(nèi)能源新業(yè)態(tài)、搶占國(guó)際戰(zhàn)略新高地的重要領(lǐng)域。2020年以來(lái)，在產(chǎn)業(yè)鏈成本下降與“雙碳”目標(biāo)的雙重驅(qū)動(dòng)下，儲(chǔ)能行業(yè)正式進(jìn)入快速發(fā)展的黃金階段，裝機(jī)規(guī)模迅速擴(kuò)大。截至2025年上半年，中國(guó)新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到101.3GW，同比+110%，首次突破100GW，累計(jì)裝機(jī)規(guī)模是“十三五”時(shí)期末的32倍。2025年上半年，新增投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模23.03GW/56.12GWh，功率規(guī)模和能量規(guī)模均同比增長(zhǎng)68%。受政策調(diào)整影響，上半年項(xiàng)目并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生變化，前移至“5.31”。5月，新增裝機(jī)刷新歷年月度裝機(jī)新高，達(dá)到10.25GW/26.03GWh，同比增長(zhǎng)462%/527%。

目前國(guó)內(nèi)已有多個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)，如蕪湖海螺10MW/80MWh二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目，百穰新能源、東方汽輪機(jī)、西安交通大學(xué)合作建設(shè)的10MW/20MWh二氧化碳+飛輪儲(chǔ)能示范項(xiàng)目等。此外，還有多個(gè)二氧化碳儲(chǔ)能正在建設(shè)中，包括華電木壘100MW二氧化碳儲(chǔ)能項(xiàng)目、首航高科100MW二氧化碳熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目、吉林油田壓縮二氧化碳儲(chǔ)能科技示范工程等。目前，二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)主要有二氧化碳電熱儲(chǔ)能(TE-CES)系統(tǒng)、跨臨界二氧化碳儲(chǔ)能(TC-CES)和超臨界二氧化碳(SC-CES)儲(chǔ)能系統(tǒng)、液態(tài)二氧化碳儲(chǔ)能(LCES)系統(tǒng)等幾個(gè)研究方向。

整體來(lái)看，目前行業(yè)仍處于技術(shù)示范推廣的初期階段，整體裝機(jī)規(guī)模較小，商業(yè)化應(yīng)用仍需要更多的研究深入和技術(shù)突破。首先，針對(duì)二氧化碳儲(chǔ)能系統(tǒng)核心技術(shù)體系理論研究不足，仍受制于壓縮空氣儲(chǔ)能的框架，缺乏完善的頂層設(shè)計(jì)和底層環(huán)節(jié)支撐，基礎(chǔ)創(chuàng)新研究有待深入，政策層面需要加強(qiáng)引導(dǎo)和支持。其次，二氧化碳儲(chǔ)能在熱力學(xué)循環(huán)構(gòu)建理論、系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行控制策略、關(guān)鍵設(shè)備開(kāi)發(fā)、高性能材料選擇等方面仍有許多關(guān)鍵研究和技術(shù)待突破，同時(shí)，在設(shè)備加工制造、系統(tǒng)應(yīng)用等方面需要更多實(shí)踐驗(yàn)證。

3、專(zhuān)利情況

在新型儲(chǔ)能技術(shù)中，二氧化碳儲(chǔ)能憑借顯著優(yōu)勢(shì)成為研究焦點(diǎn)，吸引了諸多高校、研發(fā)機(jī)構(gòu)、企業(yè)的目光。中國(guó)是二氧化碳儲(chǔ)能專(zhuān)利技術(shù)的主要來(lái)源與主要市場(chǎng)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2025年11月末，中國(guó)二氧化碳儲(chǔ)能相關(guān)專(zhuān)利公開(kāi)數(shù)量超260項(xiàng)，其中2025年1-11月公開(kāi)了95項(xiàng)。

四、二氧化碳儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)

我國(guó)對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的研究雖然起步較晚，但隨著國(guó)家政策支持和相關(guān)成果落地，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從技術(shù)追趕到技術(shù)領(lǐng)先的重大轉(zhuǎn)變。同時(shí)，二氧化碳儲(chǔ)能作為一種新型壓縮氣體儲(chǔ)能技術(shù)，憑借其儲(chǔ)能工質(zhì)物性?xún)?yōu)良、系統(tǒng)性能穩(wěn)定、流程設(shè)備緊湊等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的研究熱點(diǎn)，具有較好的發(fā)展前景。未來(lái)幾年，隨著更多示范項(xiàng)目并網(wǎng)運(yùn)行，二氧化碳儲(chǔ)能有望形成與抽水蓄能、電化學(xué)儲(chǔ)能互補(bǔ)共進(jìn)的格局，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)儲(chǔ)能行業(yè)規(guī)模化、高效化、低碳化發(fā)展。

二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)將以解決高壓儲(chǔ)存設(shè)備依賴(lài)、關(guān)鍵渦輪機(jī)械設(shè)備開(kāi)發(fā)和“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”多場(chǎng)景應(yīng)用為導(dǎo)向，結(jié)合CCUS和CO2工質(zhì)化利用技術(shù)進(jìn)步，逐步實(shí)現(xiàn)從概念設(shè)計(jì)，到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，再到工程示范，最后實(shí)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用推廣。因此，結(jié)合高溫?zé)崮軆?chǔ)存利用的TE-CES系統(tǒng)、地質(zhì)封存儲(chǔ)庫(kù)的TC-CES系統(tǒng)以及LCES系統(tǒng)將成為二氧化碳儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向。在技術(shù)研發(fā)上，將主要集中在電動(dòng)、氣動(dòng)、熱動(dòng)等系統(tǒng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)過(guò)程設(shè)計(jì)和機(jī)制研究、高參數(shù)旋轉(zhuǎn)葉輪機(jī)械動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)集成控制等方面。在面向多場(chǎng)景應(yīng)用方面，一是“新能源+儲(chǔ)能”模式，根據(jù)可再生能源出力稟賦實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)匹配及持續(xù)、穩(wěn)定清潔電力輸出；二是大型電網(wǎng)輔助模式，參與電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、黑啟動(dòng)、旋轉(zhuǎn)備用、多能聯(lián)供等場(chǎng)景，維護(hù)地區(qū)供電穩(wěn)定，提高電網(wǎng)魯棒性；三是用戶(hù)側(cè)微型電站模式，對(duì)于高電耗和高排放工業(yè)用戶(hù)，建設(shè)微型CES系統(tǒng)，通過(guò)峰谷電價(jià)增加經(jīng)濟(jì)效益；四是能源互聯(lián)網(wǎng)模式，充分發(fā)揮CES系統(tǒng)儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷特性，通過(guò)建立分布式能源站將化石能源、可再生能源、電能用戶(hù)、冷熱能用戶(hù)等多品位能量單元統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)區(qū)域多能互補(bǔ)協(xié)同運(yùn)行，促進(jìn)新型能源利用體系發(fā)展。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢(xún)（m.rainbowgiftswholesale.com）發(fā)布的《中國(guó)二氧化碳儲(chǔ)能(CCES) 行業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)及未來(lái)趨勢(shì)研判報(bào)告》。智研咨詢(xún)是中國(guó)領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告、商業(yè)計(jì)劃書(shū)、可行性研究報(bào)告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢(xún)服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢(xún)】公眾號(hào)，每天及時(shí)掌握更多行業(yè)動(dòng)態(tài)。