江蘇常州，2022年5月投產的金壇鹽穴壓縮空氣國家試驗示范電站穩(wěn)定運行；湖北孝感，應城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程日前并網發(fā)電；山東泰安，肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能國家示范項目已完成主體建設，正在做運行前的各項準備……
今年的《政府工作報告》提出，發(fā)展新型儲能。新型儲能是實現碳達峰碳中和目標的重要支撐，包括鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，具有建設周期短、選址靈活、調節(jié)能力強、響應快速等特點。國家能源局數據顯示，截至2023年底，全國已經建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時；2023年新增裝機規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。
作為新型儲能技術的一種，壓縮空氣儲能指在電網負荷低谷期利用電能將空氣高壓密封在報廢礦井、過期油氣井等地點，并在電網負荷高峰期釋放高壓空氣推動汽輪機發(fā)電的儲能方式。以中儲國能（北京）技術有限公司投資建設的肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能國家示范項目為例，在用電低谷時，儲能系統(tǒng)利用電能驅動電動機帶動壓縮機，將空氣壓縮并儲存在地下鹽穴中，這個過程中產生的壓縮熱被儲存在球罐中；在用電高峰時，則釋放鹽穴內的高壓空氣，經儲存的壓縮熱預熱升溫后，驅動膨脹機帶動發(fā)電機進行發(fā)電，再把電力送到電網，配合電網進行調峰。
近年來，我國壓縮空氣儲能實現突破性進展，產業(yè)規(guī)模不斷壯大。伴隨產業(yè)快速推進和技術進一步成熟，壓縮空氣儲能項目的效率有望進一步提升，為新型電力系統(tǒng)建設和多元用戶側場景提供更多的技術選擇。
第一步
電動機帶動壓縮機將空氣壓縮
應用全三維設計與變工況調節(jié)技術，研制出的多級寬負荷壓縮機，具有高壓比、大流量、變工況范圍寬、壓縮與蓄熱傳熱耦合的技術優(yōu)勢。
第二步
球罐回收儲存壓縮熱
應用陣列式高效蓄熱換熱器設計技術，攻克低溫差、小壓損、變工況運行、陣列化調控等技術難題，研制出的300兆瓦蓄熱裝置具有效率高、儲熱密度大、經濟性好、安全穩(wěn)定等優(yōu)勢。
第三步
地下鹽穴儲存高壓空氣
鹽穴是地下鹽層中的人工洞穴，通過注水控制巖鹽溶解而形成。根據技術規(guī)范和地質條件，容積可達幾十萬立方米甚至上百萬立方米。根據不同深度，這些洞穴可以在高達20兆帕的壓力下運行，從而儲存大量氣體，鹽的特性也使得鹽穴能夠長期穩(wěn)定且不透氣。
第四步
釋放、加熱鹽穴內高壓空氣，驅動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電
應用多級高負荷透平膨脹機設計技術，攻克全三維設計、復雜軸系結構、動態(tài)調節(jié)與控制等關鍵技術，研制出的300兆瓦級膨脹機，具有負荷高、流量大、流動傳熱復雜等特點。（記者王沛 韓春瑤）
