壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)規模不斷壯大

壓縮空氣儲能項目模型圖。

中儲國能(北京)技術(shù)有限公司供圖

第一步

電動(dòng)機帶動(dòng)壓縮機將空氣壓縮

應用全三維設計與變工況調節技術(shù)，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(shù)優(yōu)勢。

圖①：山東肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉俄椖康亩嗉墝捸摵蓧嚎s機。

程宇澤攝(人民視覺(jué))

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(shù)，攻克低溫差、小壓損、變工況運行、陣列化調控等技術(shù)難題，研制出的300兆瓦蓄熱裝置具有效率高、儲熱密度大、經(jīng)濟性好、安全穩定等優(yōu)勢。

圖②：山東肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉俄椖康年嚵惺礁咝顭釗Q熱器。

田 博攝(人民視覺(jué))

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(guò)注水控制巖鹽溶解而形成。根據技術(shù)規范和地質(zhì)條件，容積可達幾十萬(wàn)立方米甚至上百萬(wàn)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(cháng)期穩定且不透氣。

圖③：地下鹽穴示意圖。

中儲國能(北京)技術(shù)有限公司供圖

第四步

釋放、加熱鹽穴內高壓空氣，驅動(dòng)膨脹機帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電

應用多級高負荷透平膨脹機設計技術(shù)，攻克全三維設計、復雜軸系結構、動(dòng)態(tài)調節與控制等關(guān)鍵技術(shù)，研制出的300兆瓦級膨脹機，具有負荷高、流量大、流動(dòng)傳熱復雜等特點(diǎn)。

圖④：山東肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉俄椖康亩嗉壐哓摵赏钙脚蛎洐C。

田 博攝(人民視覺(jué))

湖北孝感應城300兆瓦級壓縮空氣儲能項目俯瞰。

余建兵 宋 異攝影報道

江蘇常州金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目換熱器。

夏晨希攝(影像中國)

數據來(lái)源：國家能源局

江蘇常州，2022年5月投產(chǎn)的金壇鹽穴壓縮空氣國家試驗示范電站穩定運行;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(wǎng)發(fā)電;山東泰安，肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉俄椖恳淹瓿芍黧w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(shí)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、調節能力強、響應快速等特點(diǎn)。國家能源局數據顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3139萬(wàn)千瓦/6687萬(wàn)千瓦時(shí)，平均儲能時(shí)長(cháng)2.1小時(shí);2023年新增裝機規模約2260萬(wàn)千瓦/4870萬(wàn)千瓦時(shí)，較2022年底增長(cháng)超過(guò)260%。

作為新型儲能技術(shù)的一種，壓縮空氣儲能指在電網(wǎng)負荷低谷期利用電能將空氣高壓密封在報廢礦井、過(guò)期油氣井等地點(diǎn)，并在電網(wǎng)負荷高峰期釋放高壓空氣推動(dòng)汽輪機發(fā)電的儲能方式。以中儲國能(北京)技術(shù)有限公司投資建設的肥城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能?chē)沂痉俄椖繛槔?，在用電低谷時(shí)，儲能系統利用電能驅動(dòng)電動(dòng)機帶動(dòng)壓縮機，將空氣壓縮并儲存在地下鹽穴中，這個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的壓縮熱被儲存在球罐中;在用電高峰時(shí)，則釋放鹽穴內的高壓空氣，經(jīng)儲存的壓縮熱預熱升溫后，驅動(dòng)膨脹機帶動(dòng)發(fā)電機進(jìn)行發(fā)電，再把電力送到電網(wǎng)，配合電網(wǎng)進(jìn)行調峰。

近年來(lái)，我國壓縮空氣儲能實(shí)現突破性進(jìn)展，產(chǎn)業(yè)規模不斷壯大。伴隨產(chǎn)業(yè)快速推進(jìn)和技術(shù)進(jìn)一步成熟，壓縮空氣儲能項目的效率有望進(jìn)一步提升，為新型電力系統建設和多元用戶(hù)側場(chǎng)景提供更多的技術(shù)選擇。