中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2024年，壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展進(jìn)入快車道。
山東肥城300MW、湖北應(yīng)城300MW項(xiàng)目于4月并網(wǎng)；華能江蘇鹽城（二期）2x350MW、國(guó)信江蘇淮安2x300MW開(kāi)工；中能建甘肅酒泉300MW、大唐中寧100MW、中能建遼寧朝陽(yáng)300MW、中能見(jiàn)青海西州烏蘭縣200MW、中電建2x300MW、中能建山東泰安350MW等項(xiàng)目正在加緊建設(shè)中。
同時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)能核心關(guān)鍵技術(shù)國(guó)產(chǎn)化水平持續(xù)提升，單機(jī)邁入300MW新時(shí)代；壓縮機(jī)、膨脹劑、換熱器、系統(tǒng)全工況優(yōu)化設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成與控制設(shè)備、人工硐室等技術(shù)已取得多方面突破。
作為新型儲(chǔ)能之一，壓縮空氣儲(chǔ)能是一種以空氣作為能源存儲(chǔ)的介質(zhì)的儲(chǔ)能技術(shù)，在用電低谷時(shí)“充電”，將富余的綠電用壓縮機(jī)把空氣高壓密封并存儲(chǔ)起來(lái)（密封洞穴可以是鹽穴、報(bào)廢礦井、儲(chǔ)氣罐、山洞、過(guò)期油氣井、新建儲(chǔ)氣井等）。在用電高峰時(shí)“放電”，將儲(chǔ)存的高壓空氣釋放出來(lái)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
壓縮空氣儲(chǔ)能工作原理圖源：中能建數(shù)科
先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是一項(xiàng)典型的長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，具有規(guī)模大、成本低、壽命長(zhǎng)、安全性高、清潔無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。
長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模：壓縮空氣儲(chǔ)能功率與容量解耦，儲(chǔ)氣空間越大，成本越低，可滿足4-10h及以上儲(chǔ)能需求；
單位成本：當(dāng)前大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能全壽命度電成本為0.2-0.3元/kWh，產(chǎn)業(yè)化后初始投資成本800-1500元/kWh；
系統(tǒng)壽命：30-50年；
系統(tǒng)效率：百兆瓦級(jí)以上系統(tǒng)額定效率已達(dá)70%左右；100MW級(jí)系統(tǒng)額定設(shè)計(jì)效率70.2%；300MW級(jí)系統(tǒng)額定設(shè)計(jì)效率達(dá)到72.1%；
安全性：儲(chǔ)能介質(zhì)本質(zhì)安全、無(wú)爆炸風(fēng)險(xiǎn)；
系統(tǒng)性能：從冷態(tài)到發(fā)電并網(wǎng)需時(shí)6-8分鐘；
不受地理?xiàng)l件限制：可采用儲(chǔ)氣罐、人工硐室及天然洞穴等方式儲(chǔ)氣；
此外，不燃燒化石燃料、無(wú)污染物排放；運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的多余熱量、冷量，可實(shí)現(xiàn)冷熱電聯(lián)供。國(guó)際能源署和美國(guó)能源部充分認(rèn)可壓縮空氣儲(chǔ)能低成本、環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)及其長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的功能；在2024年年初能源局發(fā)布的6個(gè)新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目中，壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目數(shù)量占據(jù)20%，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)被視為繼抽水蓄能之后，又一種極具潛力的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。
2024年，已有超4GW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目并網(wǎng)、開(kāi)工或正在加緊建設(shè)推進(jìn)，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。
據(jù)能源電力說(shuō)不完全統(tǒng)計(jì)，山東肥城300MW、湖北應(yīng)城300MW項(xiàng)目于4月并網(wǎng)；華能江蘇鹽城（二期）2x350MW、國(guó)信江蘇淮安2x300MW開(kāi)工；中能建甘肅酒泉300MW進(jìn)入設(shè)備安裝階段；云南能投昆明安寧300MW項(xiàng)目于今年8月通過(guò)可研評(píng)審；大唐中寧100MW、中能建遼寧朝陽(yáng)300MW、中能見(jiàn)青海西州烏蘭縣200MW、中電建2x300MW、中能建山東泰安350MW等項(xiàng)目正在加緊建設(shè)中。
國(guó)內(nèi)研發(fā)團(tuán)隊(duì)已突破了1-300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)核心關(guān)鍵技術(shù)，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能核心設(shè)備國(guó)產(chǎn)化趨勢(shì)明顯。
邁入單機(jī)300MW新時(shí)代4月30日，山東肥城國(guó)際首套300MW/1800MWh先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范電站首次并網(wǎng)發(fā)電一次成功，這標(biāo)志著全球壓縮空氣儲(chǔ)能電站正式邁入300兆瓦級(jí)單機(jī)商業(yè)化新時(shí)代。
項(xiàng)目突破了300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)全套核心關(guān)鍵技術(shù)，攻克了多級(jí)寬負(fù)荷壓縮機(jī)和多級(jí)高負(fù)荷透平膨脹機(jī)技術(shù)、高效超臨界蓄熱換熱器技術(shù)、系統(tǒng)全工況優(yōu)化設(shè)計(jì)與集成控制技術(shù)，創(chuàng)造性研制出300MW多級(jí)高負(fù)荷透平膨脹機(jī)、多級(jí)寬負(fù)荷組合式壓縮機(jī)和高效緊湊式蓄熱換熱器等核心裝備。系統(tǒng)單位成本較100MW下降30%以上，系統(tǒng)裝備自主化率達(dá)100%，工程總投資14.96億元，系統(tǒng)額定設(shè)計(jì)效率 72.1%。
105MW全球單機(jī)功率最電動(dòng)機(jī)就位
12月28日，中儲(chǔ)國(guó)能和合作單位聯(lián)合研制的105MW全球單機(jī)功率最大壓縮空氣儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)，在大唐中寧100MW/400MWh先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能電站順利完成吊裝。該電動(dòng)機(jī)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，在研發(fā)、生產(chǎn)、調(diào)試等實(shí)現(xiàn)全鏈條閉環(huán)。
核心設(shè)備100%國(guó)產(chǎn)化
12月18日，全球最大壓縮空氣儲(chǔ)能電站——華能金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電二期項(xiàng)目開(kāi)工，項(xiàng)目規(guī)劃建設(shè)兩套35萬(wàn)千瓦非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能機(jī)組；該項(xiàng)目突破了“卡脖子”技術(shù)壁壘，研發(fā)制造出世界最先進(jìn)的空氣透平和壓縮機(jī)組，并實(shí)現(xiàn)核心設(shè)備的100%國(guó)產(chǎn)化。
4月28日，江蘇國(guó)信蘇鹽（淮安）2×300MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目開(kāi)工，項(xiàng)目采用全國(guó)產(chǎn)化設(shè)備，實(shí)行熔鹽儲(chǔ)熱高溫方案，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換效率達(dá)71%以上，同時(shí)具備調(diào)相和黑啟動(dòng)功能，預(yù)計(jì)明年6月首套機(jī)組投產(chǎn)、明年底全面投產(chǎn)。
中能建山東泰安（肥城）350MW壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)新示范項(xiàng)目由中國(guó)能建數(shù)科集團(tuán)投資建設(shè)，是中國(guó)能建集團(tuán)第一臺(tái)投資建設(shè)的350MW商業(yè)運(yùn)營(yíng)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，采用全自主化、全產(chǎn)業(yè)鏈、全國(guó)產(chǎn)化、全開(kāi)放式的“四段壓縮+四段膨脹”系統(tǒng)方案。
人工硐室300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)
中能建甘肅酒泉玉門(mén)300MW壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范工程，是全球首臺(tái)（套）300兆瓦級(jí)人工硐室壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，規(guī)劃建設(shè)一臺(tái)以人工硐室為儲(chǔ)氣庫(kù)的300MW/1800MWh壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程，該項(xiàng)目研制的“基于硬巖人工硐室的300MW級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)”入選國(guó)家能源局第四批能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備名單，采用地下人工硐室儲(chǔ)氣系統(tǒng)技術(shù)裝備+非補(bǔ)燃高溫絕熱壓縮技術(shù)路線，破解了壓縮空氣儲(chǔ)能受地理?xiàng)l件制約的世界性難題。
壓縮空氣儲(chǔ)能的產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成，國(guó)產(chǎn)核心設(shè)備逐漸成熟。整體而言，單位成本尚有下降空間，成本的下降有賴于規(guī)?；a(chǎn)效率的提高。
壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
上游為設(shè)備、資源供應(yīng)，壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵設(shè)備包括壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、儲(chǔ)熱器、換熱器、系統(tǒng)集成與控制設(shè)備等。核心設(shè)備廠家有陜鼓動(dòng)力、沈鼓集團(tuán)、哈爾濱電氣、東方電氣、金通靈、杭氧股份、川空集團(tuán)等。
儲(chǔ)氣洞穴（如鹽穴）資源提供方及資源綜合開(kāi)發(fā)利用企業(yè)，如中鹽集團(tuán)、蘇鹽集團(tuán)、云南能投等。我國(guó)鹽穴資源分布廣泛，符合壓縮空氣儲(chǔ)能使用條件的約有兩千多個(gè)，目前主要用于儲(chǔ)存天然氣和石油。據(jù)悉，如果盤(pán)活相關(guān)資源，能實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)千瓦裝機(jī)容量的鹽穴儲(chǔ)能能力，相當(dāng)于一座特大型城市的用電負(fù)荷，將有力促進(jìn)我國(guó)新型電力系統(tǒng)的構(gòu)建。
中游為壓儲(chǔ)技術(shù)提供及項(xiàng)目投建，其中儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用參會(huì)企業(yè)有中能建數(shù)、中儲(chǔ)國(guó)能、中科院、清華大學(xué)、佑賽科技等；項(xiàng)目投建方則包括中國(guó)能建、中國(guó)電建、五大發(fā)電集團(tuán)、地方能源集團(tuán)等。
壓縮空氣儲(chǔ)能行業(yè)已出現(xiàn)了中能建數(shù)科、中儲(chǔ)國(guó)能等創(chuàng)新技術(shù)代表企業(yè)，中能建數(shù)科定位為壓氣儲(chǔ)能領(lǐng)域“研投建營(yíng)數(shù)”一體化企業(yè)，為大型能源央企子公司，利用雄厚的財(cái)力、工程優(yōu)勢(shì)不斷攻城略地；而中儲(chǔ)國(guó)能是國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化公司，具備不少典型落地項(xiàng)目，也因創(chuàng)新技術(shù)備受資本市場(chǎng)青睞。
下游則為壓縮空氣儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景，包括新能源配儲(chǔ)、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能等，起到削峰填谷、可再生能源并網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)頻、備用電源等關(guān)鍵作用。
現(xiàn)階段，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用效果尚需進(jìn)一步檢驗(yàn)，運(yùn)行效果、對(duì)電網(wǎng)的支持作用等還未充分顯現(xiàn)。
“新型儲(chǔ)能”今年首次被寫(xiě)入政府工作報(bào)告；支持壓縮空氣等長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展也被寫(xiě)入多份國(guó)家級(jí)、省級(jí)政策規(guī)劃文件。2024年，壓縮空氣儲(chǔ)能已突破多項(xiàng)核心技術(shù)，發(fā)展進(jìn)入快車道；作為新型儲(chǔ)能技術(shù)路線之一，壓縮空氣儲(chǔ)能未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)仍然是圍繞規(guī)模與性能提升、成本下降、商業(yè)化推進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化建立這幾大關(guān)鍵詞。
