用電低谷時壓縮空氣，存儲在地下；用電頂峰時開釋空氣，每小時能發電6萬千瓦時。在江蘇常州金壇區，依托“非補燃”技能，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站全年可節省標準煤3萬噸，削減二氧化碳排放超6萬噸，并為江蘇電網供給±6萬千瓦調峰能力。

用電池蓄能，用水庫發電，似乎并不稀奇，但你是否知道，咱們身邊看不見也摸不著的空氣，也有相同的功用？在江蘇省常州市金壇區的茅山腳下，就有一個由鹽穴改造的大型“充電寶”——金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站。作為空氣儲能領域的國家實驗演示項目，2022年5月26日，這個“非補燃”壓縮空氣儲能電站正式投產。

壓縮空氣如何完結儲能和放電？如何發揮價值？有哪些開展前景？記者帶你一起來揭秘。

儲能效果如何？

每小時能發電6萬千瓦時

“丁零零——”1月28日8時56分，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站的集控室內，一陣電話鈴聲響起。當班值長袁爾聰接起電話，電話那頭是國家電網江蘇電力公司調度中心的指令：要求電站1號機組于9時32分準時并網調峰。然而此刻，電站內并沒有電——它以別的兩種能量方式貯存在空氣和儲熱介質中。

“前一天21時許，正是用電低谷期，電網有富余的電量，咱們就開端給‘充電寶’充電。”中鹽華能儲能科技有限公司歸納事務部主任韓月峰介紹，這個進程好比給氣球打氣——地下900多米深處的巨大鹽穴是“氣球”，用電帶動的空氣壓縮機便是“打氣筒”，將1個標準大氣壓的空氣壓縮為140個標準大氣壓的高壓空氣。

壓縮空氣的進程中，空氣溫度會增加到300多攝氏度。為了確保系統運行的安全，需求將高溫高壓空氣冷卻到40攝氏度左右的常溫高壓空氣。這些熱量并沒有被糟蹋掉，而是被換熱器“取”出來貯存在導熱油之中，存放在地面上的大型高溫導熱油罐里。就這樣，經過夜間“充電”，電能被轉化為空氣勢能和熱能。

接到調令電話后，集控室里的工作人員當即繁忙起來。他們要做的，是讓空氣勢能與熱能“再度結合”，重新轉化為電能，在用電頂峰期供居民運用。

在縱橫散布著各類管道的現場，工人們先給換熱器預熱，然后打開鹽穴井口控制閥。瞬間，近140個標準大氣壓的高壓氣體從地底深處的鹽穴奔涌而出，在換熱器內由導熱油加熱到300多攝氏度，成為高溫高壓空氣，驅動空氣透平膨脹機沖轉，經過軸承帶動發電機轉動——電，又從空氣中“重生”了。

9時32分，電站1號發電機組準時并入電網開端發電；10分鐘后，發電機組到達60兆瓦的滿負荷工作狀況；14時30分，發電機組解列，發電作業順利完結。

“在用電低谷時把空氣壓縮，存儲在地下鹽穴，完結一次充電的周期為8小時；在用電頂峰時，開釋高壓空氣，每小時能發電6萬千瓦時，能夠接連發電5個小時，發電量可達30萬千瓦時。”韓月峰介紹。

具有哪些立異？

選用“非補燃”技能，電能轉化更環保

由中鹽集團、我國華能集團和清華大學三方共建的金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站，可為江蘇電網供給±6萬千瓦調峰能力。電站投產后不久，江蘇迎來了酷熱夏日。電站在7、8月間呼應約40次調峰指令，其間8月份接連呼應23天，乃至一天內靈敏切換、多次呼應，為迎峰度夏保供電貢獻了力量。

除此之外，近年來，跟著風、光等新動力的加快開發，江蘇可再生動力發電總裝機現在到達5354.94萬千瓦。然而，新動力發電波動性強，在工業大省江蘇，發電峰谷差高達50%，給電網的安全安穩運行帶來危險，建造大規劃儲能設備尤為必要。

“現在儲能辦法有物理儲能和化學儲能兩種。前者包含抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，后者包含各種電池儲能。”金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站項目首席科學家、清華大學電機系教授梅生偉告知記者，壓縮空氣儲能電站規劃大、建造快、安全環保，是新型儲能的重要開展方向之一。

當然，壓縮空氣儲能電站的建造，也需求豐富的鹽穴資源和成熟的造腔經歷支撐，對建造環境提出了必定的要求。鹽穴，即地下鹽層被挖掘后留下的空腔，密封性杰出且多數處于閑置狀況，是貯存高壓空氣的理想場所。“金壇擁有鹽穴資源約1000萬立方米。”中鹽金壇公司鹽礦礦長徐孜俊介紹，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站運用的茅八井鹽穴，容積約22萬立方米，可承受200個標準大氣壓。

使用鹽穴來儲能發電在其他國家并非沒有先例，但采取“非補燃”技能卻是國內首創。“鹽穴的高壓空氣被開釋出來后，需求加熱膨脹發生更大推力，此前國外已投運的電站都經過燃燒天然氣來加熱，‘補燃’進程會發生碳排放。”梅生偉介紹，金壇項目將壓縮空氣進程中發生的熱能貯存起來，發電時再將熱能開釋，將電能轉化效率提升至60%以上。據測算，該項目全年可節省標準煤3萬噸，削減二氧化碳排放超6萬噸。

開展空間怎樣？

建造本錢將隨技能不斷成熟大幅降低

記者看到，在金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站鄰近，還留有大片建造用地。據了解，金壇鹽穴壓縮空氣儲能二期項目規劃計劃400兆瓦，三期項目規劃估計1000兆瓦。

“鹽穴壓縮空氣儲能是個歸納動力系統。”梅生偉以為，鹽穴壓縮空氣儲能未來的產業化、商業化前景，取決于兩大方面——降低建造本錢、進步電能轉化效率，說到底便是技能立異。

“比方，大流量高溫壓縮機、大功率熱交換設備、透平膨脹機等關鍵設備的研制都需求從零開端，和廠家技能人員邊研討邊開發。”梅生偉告知記者，從項目立項到正式投產，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站歷經10年研制、兩年建造。在這個進程中，關鍵設備完結100%國產化，申請**百余項。“現在的建造本錢約為7000元/千瓦，但跟著技能的不斷成熟，未來的建造本錢會大幅降低。”

梅生偉介紹，在進步效率方面，研制團隊正在測驗“左右開弓”：一是現在的儲熱技能選用導熱油，屬于中溫儲熱，如果未來選用熔融鹽完結高溫儲熱，電能轉化效率有望從60%進步到70%；二是鹽穴儲氣屬于定容儲氣，充放氣進程中壓力一直在改變，影響設備運行效率，正在研制中的定壓儲氣技能將完結恒壓充氣和放氣，進一步進步系統電能轉化效率。

規劃開展的另一支撐是電價方針。國家開展變革委和國家動力局聯合發布的《關于進一步推動新型儲能參加電力商場和調度運用的通知》，從電價、交易及調度機制等方面對新型儲能參加電力商場與調度運營做出規定。“現在電站的電價方針還在研討之中，各級主管部門對項目也都非常支持。”梅生偉告知記者，清華大學參加的8座共1350兆瓦壓縮空氣儲能電站，即將在兩年內陸續建成投用。“信任跟著建造本錢和轉化效率的不斷優化，以及價格體系的持續完善，會有更多的機構和當地參加到壓縮空氣儲能電站的建造中，為新動力高質量開展發明更多有利條件。”

來源：人民日報

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