長(cháng)期主義者的回報：五年三個(gè)“國際首套”

2025年，國家“136號文”的出臺，像一記重磅炸彈投入儲能行業(yè)。該文件終結了“強制配儲”模式，意味著(zhù)儲能行業(yè)將從政策驅動(dòng)轉向市場(chǎng)驅動(dòng)。

脫離補貼自己成長(cháng)，儲能行業(yè)準備好了嗎?業(yè)界對這一問(wèn)題眾說(shuō)紛紜。

而對中國科學(xué)院工程熱物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)工程熱物理所)壓縮空氣儲能研發(fā)團隊來(lái)說(shuō)，提前布局、做好技術(shù)儲備，正是他們擅長(cháng)的事。

“十四五”的5年間，他們研發(fā)的3個(gè)“國際首套”裝置相繼并網(wǎng)發(fā)電，各項指標創(chuàng )下新的世界紀錄。這是此前10年技術(shù)積累的厚積薄發(fā)，也是這支堅持長(cháng)期主義團隊的必然回報。

機會(huì )留給有準備的人

儲能技術(shù)，特別是長(cháng)時(shí)大規模電力儲能，是解決我國棄風(fēng)、棄光問(wèn)題，提高可再生能源消納水平的關(guān)鍵技術(shù)。

被譽(yù)為“空氣充電寶”的壓縮空氣儲能技術(shù)雖然最早起源于歐美，在我國起步較晚，但工程熱物理所研究員陳海生帶領(lǐng)的儲能研發(fā)中心團隊在國際上率先提出“先進(jìn)”壓縮空氣儲能的新概念，實(shí)現了后來(lái)居上。

其先進(jìn)之處，一是擺脫了對燃料的依賴(lài)，真正做到了零污染、零排放;二是擺脫了對地理環(huán)境條件的依賴(lài)，儲氣可利用天然地下洞穴，也可以采用人工硐室或壓力容器，選址非常靈活;三是攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，系統效率屢創(chuàng )世界紀錄。

不過(guò)，作為一項新興技術(shù)，壓縮空氣儲能技術(shù)在產(chǎn)業(yè)初期的發(fā)展軌跡同國家政策息息相關(guān)。2019年，國家發(fā)展和改革委員會(huì )宣布取消對風(fēng)電、光伏的補貼，儲能界一片悲觀(guān)的聲音。

而工程熱物理所不為所動(dòng)，按照自己的時(shí)間表，在河北張家口建成國際首套人工硐室100兆瓦級先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項目。工程熱物理所正高級工程師紀律表示：“當時(shí)沒(méi)有政策支持，儲能需求也不強烈，壓縮空氣儲能技術(shù)的經(jīng)濟性并不明確。但我們作為中國科學(xué)院的科研團隊，就是要關(guān)注這些長(cháng)周期的前沿技術(shù)。”

彼時(shí)，工程熱物理所已成功建成國際首套1.5兆瓦和10兆瓦系統，但想要大規模推廣，必須達到至少100兆瓦規模，提高效率、降低成本以符合市場(chǎng)要求。

陳海生表示，建設人工硐室100兆瓦系統的最大難點(diǎn)之一是工程屬于全球首創(chuàng )，無(wú)任何先例可循，在工程論證、規劃選址、勘察設計、施工工藝和材料、質(zhì)量監督等方面均需要開(kāi)展創(chuàng )造性工作，沒(méi)有標準可參考。

為了保證項目建設進(jìn)度，2021年冬天，雖然氣溫驟降，團隊還是決定破例在冬季施工。張家口的冬季寒冷漫長(cháng)，氣溫常常低至零下三四十攝氏度。工程熱物理所正高級工程師李文對張家口冬天的印象是“衛生間總沒(méi)水，全凍住了”。更可怕的是，連儀器設備都被凍得不聽(tīng)使喚，不得不“蓋”上棉被。

就這樣，在北風(fēng)和大雪中，大家白天黑夜連軸轉，終于趕在2022年9月順利實(shí)現百兆瓦系統的并網(wǎng)發(fā)電。

機會(huì )永遠留給有準備的人。對于這支團隊來(lái)說(shuō)，前期的所有不確定性都轉化為技術(shù)上的先發(fā)優(yōu)勢，使百兆瓦壓縮空氣儲能系統從圖紙變?yōu)閷?shí)物。

進(jìn)入“十四五”時(shí)期，在國家“雙碳”目標的帶動(dòng)下，2022年儲能行業(yè)利好政策頻出，給壓縮空氣儲能技術(shù)帶來(lái)機遇。

第一個(gè)吃螃蟹的人

2021年9月21日，李文記憶猶新。

那天是中秋節，大家都在沒(méi)日沒(méi)夜加班，迎接正在建設的山東肥城10兆瓦鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲能電站首次并網(wǎng)。李文去附近鎮子上買(mǎi)點(diǎn)節日補給，沒(méi)想到一不留神把車(chē)開(kāi)到了溝里，第二天找來(lái)拖車(chē)，車(chē)才被拖出來(lái)。時(shí)至今日，他仍自責沒(méi)做好后勤工作。

兩天之后，該電站向電網(wǎng)輸出第一度電，標志著(zhù)國際首套10兆瓦鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲能?chē)沂痉峨娬境晒Σ⒕W(wǎng)發(fā)電。

利用鹽穴儲氣，是團隊的新嘗試。早期采用密閉鋼罐儲存壓縮空氣，隨著(zhù)鋼材價(jià)格持續走高，技術(shù)推廣有了壓力。

為此，團隊開(kāi)始探索天然洞穴儲氣的技術(shù)路徑。鹽穴是鹽礦開(kāi)采后留下的廢棄礦洞，不找不知道，原來(lái)我國許多省份都分布有鹽穴，且廢棄鹽穴有坍塌風(fēng)險，其后續處理是一大難題，若能用作儲氣庫，可謂一舉兩得。

2019年，經(jīng)過(guò)長(cháng)期調研，團隊最終選定利用山東肥城一處廢棄鹽穴進(jìn)行工程示范。作為國內第一個(gè)鹽穴儲氣庫，該工程的成敗關(guān)系到這條技術(shù)路徑的可行性，團隊成員的壓力很大。

工程熱物理所高級工程師侯虎燦帶領(lǐng)團隊在現場(chǎng)夜以繼日地進(jìn)行注氣排鹵工作，即通過(guò)向鹽穴內部注入高壓力空氣，將內部鹵水置換出來(lái)。該工作繁瑣復雜，還要保障地質(zhì)結構的穩定性，更是難上加難。經(jīng)過(guò)近百個(gè)日夜的加班加點(diǎn)，他們終于迎來(lái)了鹽穴儲氣庫的成功投運。那一晚，幾個(gè)30多歲的大老爺們兒像孩子一樣歡呼雀躍，喜極而泣。

“那一刻獲得的不僅僅是成就感，更是幸福感。”侯虎燦說(shuō)。

由于廢棄鹽田位于一片農田中，去最近的鎮子往返需半小時(shí)車(chē)程，而鎮上最“高檔”的酒店也沒(méi)有洗澡的熱水。為了省下往返時(shí)間，一些年輕小伙有時(shí)候干脆住在車(chē)里，把精力全留給項目建設。

2021年8月，眼見(jiàn)項目進(jìn)入最后階段，肥城卻迎來(lái)幾十年一遇的暴雨。為了保證項目按期驗收，每天施工單位下班后，工程熱物理所的技術(shù)人員依然加班加點(diǎn)趕工期。

“每天晚上都能看見(jiàn)一群博士光著(zhù)腿在田里干活。”李文笑著(zhù)說(shuō)，“我們不管走到哪兒，都沒(méi)有給中國科學(xué)院丟人。山東擁有對儲能最友好的電價(jià)政策，我們也不能辜負地方的信任。”

2022年7月，肥城10兆瓦鹽穴先進(jìn)壓縮空氣儲能電站成為國內首個(gè)參與電力市場(chǎng)現貨交易的壓縮空氣儲能商業(yè)電站。未來(lái)5年，這里還將建設一個(gè)儲能產(chǎn)業(yè)示范園區，帶動(dòng)地方經(jīng)濟高速發(fā)展。

做圍繞目標“隨機應變”的人

同樣在肥城，2024年4月，工程熱物理所研發(fā)的國際首套300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能?chē)沂痉峨娬卷樌⒕W(wǎng)發(fā)電。

據悉，該項目一小時(shí)能發(fā)電30萬(wàn)度，年儲電能力超6億度，年節約18.9萬(wàn)噸標準煤。

從10兆瓦到100兆瓦再到300兆瓦，陳海生表示，每一套新的示范都不是簡(jiǎn)單的量變問(wèn)題，而是存在著(zhù)質(zhì)變的根本挑戰。主要關(guān)鍵設備均需要重新設計研發(fā)，核心目標只有一個(gè)，就是獲得更高的系統效率。

為了將整體效率提高0.1%，可能需要各部門(mén)歷時(shí)數月溝通細節、優(yōu)化流程、反復迭代。最終，300兆瓦系統額定設計效率達72.1%，處于國際領(lǐng)先水平。

從貴州畢節到河北張家口再到山東肥城，團隊面臨著(zhù)異地建設的挑戰。如何保障項目快速向前推進(jìn)?陳海生思考了很久，最終得出結論：科學(xué)研究講究探索未知，追求卓越，要充分給予科研人員自由活動(dòng)的空間;而工程項目建設則更注重質(zhì)量、進(jìn)度和安全，項目隊伍要統一協(xié)作。

帶領(lǐng)一幫科學(xué)家做工程，陳海生稱(chēng)首先要擺正心態(tài)，能上能下。既要懂科學(xué)原理，又要掌握工程技術(shù)，包括擰閥門(mén)、緊螺栓、調設備這些基本技能，自己做出來(lái)的東西，才有充足的信心保證不出問(wèn)題。

其次要有堅定的信念。“做工程肯定會(huì )遇到各種各樣的困難。除了技術(shù)問(wèn)題，也會(huì )有管理、經(jīng)費、工程手續等方方面面的問(wèn)題，如果沒(méi)有堅定的信心，不可能把這樣大型的全球首創(chuàng )工程建設起來(lái)。”陳海生說(shuō)。

為此，團隊一方面積極引進(jìn)工程技術(shù)人才，另一方面很多成員紛紛轉型。大家從坐在實(shí)驗室里的科學(xué)家變?yōu)槊刻炫菰诠さ氐墓こ處熀晚椖拷?jīng)理、管理著(zhù)幾百人的企業(yè)經(jīng)營(yíng)者、緊跟國家政策的政策分析員……從只會(huì )做研究，變成了懂管理、懂政策、懂工程、懂經(jīng)營(yíng)的全才團隊。

2025年，團隊已在國際上率先開(kāi)展了600兆瓦變速壓縮空氣儲能系統的研發(fā)。陳海生表示，壓縮空氣儲能系統的造價(jià)已接近或低于抽水蓄能，隨著(zhù)儲能單機規模繼續擴大，系統性能將不斷提升，系統成本將進(jìn)一步下降20%至30%，以更好適配儲能市場(chǎng)的發(fā)展需求。