湖北應(yīng)城300兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站儲(chǔ)換熱球罐區(qū)。

趙雪明攝

壓縮空氣儲(chǔ)能電站工作示意圖。

中國能建數(shù)科集團(tuán)供圖

工作人員在壓縮空氣儲(chǔ)能電站調(diào)試壓縮機(jī)閉式冷卻水系統(tǒng)閥門。

丁小偉攝

湖北應(yīng)城300兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站，8個(gè)白色儲(chǔ)換熱球罐穩(wěn)穩(wěn)矗立，地下500米處，擁有100多萬立方米儲(chǔ)氣空間的廢棄鹽穴正進(jìn)行注氣排鹵調(diào)試，力爭年內(nèi)實(shí)現(xiàn)機(jī)組全容量投產(chǎn)。

“這是世界首臺(tái)(套)300兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站，類似‘超級(jí)充電寶’，每天可儲(chǔ)能8小時(shí)、釋能5小時(shí)，全年發(fā)電量約5億千瓦時(shí)。”中國能建數(shù)科集團(tuán)副總經(jīng)理李峻介紹，我國風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)規(guī)模不斷增加，但它們比較“調(diào)皮”，電力供應(yīng)有時(shí)過剩有時(shí)不足，而且頻率忽高忽低，需要儲(chǔ)能來擔(dān)當(dāng)“綠電管家”，平衡電網(wǎng)供需。

看不見、摸不著的空氣，是如何變身“超級(jí)充電寶”的?

用電低谷時(shí)，富余的電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)，將空氣壓縮成高壓狀態(tài)。壓縮機(jī)，類似自行車打氣筒，可將空氣打進(jìn)“輪胎”里，這個(gè)“輪胎”就是鹽穴、人工硐室等密封儲(chǔ)氣庫。壓縮空氣過程中產(chǎn)生的熱量，則以熱水、熔鹽等形態(tài)儲(chǔ)存在地面的儲(chǔ)熱罐中。

用電高峰時(shí)，地下儲(chǔ)氣庫會(huì)釋放所儲(chǔ)存的高壓空氣、儲(chǔ)熱罐釋放所儲(chǔ)存的熱量。這時(shí)，高壓空氣被加熱，使其具有極大的膨脹力來驅(qū)動(dòng)空氣透平發(fā)電機(jī)組，就像吹動(dòng)風(fēng)電機(jī)組的“大風(fēng)車”一樣，產(chǎn)生電能向電網(wǎng)供電。

壓縮空氣儲(chǔ)能具備大功率、長壽命、深調(diào)峰、易選址等特點(diǎn)，單機(jī)功率可實(shí)現(xiàn)數(shù)百兆瓦甚至吉瓦級(jí)的儲(chǔ)能容量，壽命通常可達(dá)30年以上。目前電站的建設(shè)周期通常在18至24個(gè)月，單位建設(shè)成本每千瓦6000元至8000元。隨著規(guī)模化效應(yīng)顯現(xiàn)和工程技術(shù)日趨成熟，建設(shè)成本將進(jìn)一步降低。

近年來，我國壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展迅速，科研成果和工程應(yīng)用走在了世界前列。從500千瓦實(shí)驗(yàn)裝置、10兆瓦示范、60兆瓦商業(yè)運(yùn)行，到300兆瓦等級(jí)機(jī)組并網(wǎng)成功，再到首個(gè)600兆瓦等級(jí)機(jī)組完成可研評(píng)審，壓縮空氣儲(chǔ)能逐步邁入規(guī)模化工程應(yīng)用階段;與此同時(shí)，系統(tǒng)效率持續(xù)提升，不少電站能達(dá)到65%至70%。

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長張健介紹，從產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)看，壓縮空氣儲(chǔ)能主要包括壓縮機(jī)、儲(chǔ)換熱設(shè)備、儲(chǔ)氣設(shè)施、膨脹機(jī)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)和設(shè)備，與火電、動(dòng)力設(shè)備等行業(yè)接近，自主可控程度較高。

目前，壓縮空氣儲(chǔ)能仍然存在著單位體積或單位質(zhì)量所能儲(chǔ)存的能量相對(duì)較少、效率有待提高、系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜等短板。

張健建議，推動(dòng)壓縮空氣儲(chǔ)能規(guī)模化產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還需在技術(shù)創(chuàng)新與效率提升、降低建設(shè)運(yùn)維成本、拓展應(yīng)用場景、政策支持、人才培養(yǎng)等多方面努力。

今年，國家能源局正式發(fā)布56個(gè)新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單，其中11個(gè)是壓縮空氣儲(chǔ)能路線。“隨著技術(shù)不斷完善和更多項(xiàng)目落地，我國壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有望迎來更廣闊的發(fā)展前景，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系提供有力支撐。”中國能建首席專家、數(shù)科集團(tuán)董事長萬明忠認(rèn)為。

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