近日，中國科學院工程熱物理研究所研究員陳海生團隊完成了100兆瓦先進壓縮空氣儲能系統膨脹機的整合測試，各項結果全部合格，達到或超過設計指標。這一進展是該團隊研製國際首臺100兆瓦先進壓縮空氣儲能系統樣機的重要一步。
針對這些問題，陳海生團隊提出先進壓縮空氣儲能技術——採用壓縮空氣液化儲存或高壓氣態儲存，擺脫了對儲氣洞穴的依賴；透過蓄熱技術回收利用氣體壓縮過程產生熱量，不必燃燒化石燃料提供熱量；透過高效的壓縮、膨脹、超臨界蓄熱及換熱，大大提升了整體系統效率。
這其中，膨脹機是壓縮空氣儲能系統做功發電的關鍵核心部件，是系統研發的最大難點之一，具有負荷高、流量大、流動傳熱耦合複雜、變工況調控難度大等技術難點。經過多年的不懈努力，研發團隊先後攻克了多級膨脹機全三維設計、複雜軸系結構、變工況調節與控制等關鍵技術，研製出國際首臺100MW級先進壓縮空氣儲能系統多級高負荷膨脹機。該膨脹機具有整合度高、效率高及壽命長等優點。工程熱物理所儲能研發中心完成了該膨脹機的加工、整合與效能測試，各項測試結果全部合格，達到或超過設計指標。
上述工作得到了國家自然科學基金委、中科院戰略性先導科技專項（A類）、中科院前沿科學重點研究專案、國家可再生能源示範區產業創新發展專項和國家重點研發計劃專案等的支援。
可以達到百兆瓦級的大規模儲能技術包括抽水蓄能和壓縮空氣儲能兩種，壓縮空氣儲能排名第二。
2016年11月，陳海生團隊自主設計研發的大規模壓縮空氣儲能整合與示範平臺搭建完成，進入系統除錯階段，成為全球首個針對10兆瓦級先進壓縮空氣儲能系統的實驗檢測平臺。而此時，陳海生已經開始了100兆瓦級系統的設計工作。
當時，全世界僅有兩座商業執行的壓縮空氣儲能電站，分別位於德國和美國，規模達到百兆瓦級，但採用燃燒天然氣的傳統技術路線。而陳海生團隊研發的先進系統不使用儲氣洞穴、不燃燒天然氣，具有技術上的優勢。
雖然在國際同行中處於領先地位，但陳海生時刻警醒自己：“國際基本同步，國內追趕甚急，形勢嚴峻。”2010年他回國之初就設定了壓縮空氣儲能研發的時間表：
2012年完成1.5兆瓦示範專案，2015年建成10兆瓦專案，2020年建成100兆瓦專案。
2013年初廊坊1.5兆瓦示範專案建成後，團隊就開始了10兆瓦專案的設計工作，到2015年初已經完成了整合驗證平臺建設圖紙。
2015年下半年，在國家能源局的支援下，國家能源大規模物理儲能技術研發中心正式落戶畢節，專案隨之開工建設，僅用一年時間就正式建成。
一套10兆瓦級壓縮空氣儲能系統造價可降至8000萬～9000萬元，比電池便宜很多，風電廠可以承受，並且壽命達到30年以上，儲電的成本在0.3～0.5元/度。同10兆瓦系統相比，100兆瓦系統將提高效率10%，單位成本下降30%，適用於大電網、大風電場。
建成大功率多級間冷壓縮機實驗平臺
2018年底，中國科學院工程熱物理研究所自主研發設計的首臺大規模壓縮空氣儲能系統壓縮機實驗與檢測平臺在國家能源大規模物理儲能技術（畢節）研發中心暨工程熱物理所畢節分所完成除錯。
該實驗平臺採用閉式迴圈系統，可實現實驗件進口溫度和壓力的調節，同時採用變頻動力裝置，實現轉速可調。該平臺分為低速低壓實驗系統和高速高壓實驗系統，系統壓力測量範圍0.5～110barA，轉速測量範圍0～40000r/min，功率測量範圍0～10MW，具有開展單/多級壓縮機氣體動力學、機械效能、壓縮機與換熱裝置的耦合特性、壓縮系統變工況控制規律、壓縮系統性能檢測以及特殊工質壓縮機效能等功能，為大規模儲能系統壓縮機的研發提供必備的研發平臺環境，為儲能系統的產業化提供必需的技術支撐。
依託該實驗平臺，研究所詳細研究多級壓縮系統內部流場測試及最佳化、變工況執行特性、多級控制規律等關鍵科學問題，深入開展10MW級壓縮空氣儲能系統壓縮部件的全尺寸、全工況實驗和100MW級壓縮空氣儲能系統壓縮部件模化實驗，並基於此開展多級高階壓縮裝置的研發和產業化。
中科院工程熱物理所透過15年努力，建立了具有完全自主智慧財產權的研發體系，先後突破了系統全工況設計與控制、多級高負荷壓縮機和膨脹機、高效超臨界蓄熱換熱等關鍵技術，分別於2013年和2016年建成了國際首個1.5兆瓦級和10兆瓦級先進壓縮空氣儲能系統，從2017年起，在國際上率先開展了100兆瓦級先進壓縮空氣儲能系統研發工作。
壓縮空氣儲能系統規模越大、效率越高、成本越低。100兆瓦級先進壓縮空氣儲能樣機建成後，額定效率將達到70%左右。該研究所示範專案建成後，將成為國際上效率最高、技術最先進的百兆瓦級壓縮空氣儲能電站。
壓縮空氣儲能加速推進中
目前，總投資30億元的全國首個鹽穴壓縮空氣儲能電站，由中鹽金壇成立的清華大學盧強院士工作站採用非補燃壓縮空氣儲能技術，計劃建設一套60兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能系統。該專案及應用裝置均為國內首創，預計一期2021年3月投產，每小時可發電6萬度，將有力支撐江蘇電網調峰需求，緩解峰谷差造成的電力緊張局面。
此外，山東肥城壓縮空氣儲能調峰電站專案第一套10兆瓦機組主要裝置已完成採購及生產製造，正進行鹽穴通井、測腔，計劃2020年12月完成建設安裝。
另據媒體報道，河北張家口將建設國際首套百兆瓦先進壓縮空氣儲能示範專案，專案規模為100MW/400MWh。藍星工程有限公司348.36萬元中標該壓縮空氣儲能專案工程設計。
據瞭解，張北巨儲新能源科技有限公司綜合能源示範專案已由張北縣行政審批局以張審批備字(2018)1號(批文名稱及編號)批准建設，投資方為張北巨人能源有限公司，專案建設地為張家口市張北縣廟灘雲計算產業園區，佔地面積共85畝，系統設計效率70%。專案業主為張北巨儲新能源科技有限公司，建設資金來自自籌和銀行貸款，企業出資比例為30%，銀行貸款70%。根據招標要求，投標人將完成100MWx4h壓縮空氣儲能系統的初步設計、施工圖設計到竣工圖編制等全過程的設計任務並提供全面的技術服務。