中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2021年5月，北京已是初夏，160多公里外的張家口張北縣，大風(fēng)呼嘯而過(guò)，溫度不過(guò)十來(lái)度。"壩上一場(chǎng)風(fēng)，從春刮到冬。春天刮出山子，秋天刮出犁底層?！碑?dāng)?shù)厝巳绱苏{(diào)侃。
這樣的自然環(huán)境特性，卻讓中儲(chǔ)國(guó)能CEO紀(jì)律和華控基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人為之興奮，豐富的風(fēng)能資源，為新能源發(fā)電提供了得天獨(dú)厚的條件。在這里，中儲(chǔ)國(guó)能即將落成百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，將在項(xiàng)目容量和系統(tǒng)效率上，再次創(chuàng)下新的世界紀(jì)錄。
張家口之行兩個(gè)月后，華控基金完成了對(duì)中儲(chǔ)國(guó)能的首次投資。2021年的最后一天，張家口的百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范電站完成設(shè)備安裝及系統(tǒng)集成，正式進(jìn)入系統(tǒng)帶電調(diào)試階段。
2021年11月，中儲(chǔ)國(guó)能獲得由華控基金領(lǐng)投的3.2億元融資。截至2022年5月，華控基金共參與3輪投資后，企業(yè)估值連翻數(shù)倍。
在資本和技術(shù)的加持下。2022年9月，張家口的百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目，順利實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。至此，目前世界單機(jī)規(guī)模最大、效率最高的新型壓縮空氣儲(chǔ)能電站在張家口正式投運(yùn)。
從數(shù)據(jù)指標(biāo)來(lái)看，該示范項(xiàng)目的建設(shè)規(guī)模為100兆瓦/400兆瓦時(shí)，即單機(jī)功率達(dá)到100兆瓦，意味著電站每天若工作4小時(shí)，每小時(shí)生產(chǎn)10萬(wàn)度電，一天生產(chǎn)的電量就能足夠約5萬(wàn)戶家庭使用。
這座打破世界紀(jì)錄的儲(chǔ)能電站背后的中儲(chǔ)國(guó)能，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)自中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所（以下簡(jiǎn)稱：中科院工程熱物理所），也是中國(guó)最先入局壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的一支專業(yè)力量。
把一項(xiàng)無(wú)人問(wèn)津的技術(shù)做到世界領(lǐng)先，這背后是一場(chǎng)十余年的蟄伏，除了在技術(shù)端的攻堅(jiān)以外，更少不了資本側(cè)的長(zhǎng)期陪伴與扶持。華控基金與中儲(chǔ)國(guó)能的聯(lián)合，正是雙碳時(shí)代下，中國(guó)硬科技企業(yè)成長(zhǎng)的絕佳樣本。
01、從“賬上就剩20萬(wàn)”，到刷新世界紀(jì)錄
在中國(guó)，對(duì)于新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)注，從2004年前后就開始布局。中科院工程熱物理所的陳海生，就是行業(yè)中“第一批吃螃蟹的人”。
2009年，在英國(guó)高校工作結(jié)束的陳海生，回到中科院工程熱物理所，正式組建起一支研究新型壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。
在英國(guó)高校工作期間，他被安排給一家公司的液氮汽車發(fā)動(dòng)機(jī)做熱力分析。“恰恰是這個(gè)僅有3萬(wàn)英鎊的小項(xiàng)目，讓我意識(shí)到液氮做移動(dòng)式儲(chǔ)能的能量密度比較小，如果研究一種能安裝在地面上的固定式儲(chǔ)能，前景也許會(huì)更好?！标惡Ｉ硎?。
彼時(shí)，可再生能源才剛在中國(guó)起步，其比例也僅占到能源系統(tǒng)的1%左右，市場(chǎng)對(duì)于儲(chǔ)能的需求更是處于空白地帶，不少老前輩都對(duì)這項(xiàng)研究前景感到擔(dān)憂。
“既然利用可再生能源發(fā)電，已是大勢(shì)所趨。那為何不多邁出一步，關(guān)注儲(chǔ)能？“陳海生從零開始，搭建起科研團(tuán)隊(duì)。
如果要按照傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)路線，已有可復(fù)制的樣本模式，只需要找到合適的地下洞穴泵入壓縮空氣，在需要的時(shí)候利用化石燃料燃燒升溫釋放用于發(fā)電即可。但傳統(tǒng)技術(shù)模式下，地理?xiàng)l件限制多、工藝復(fù)雜且能效低、化石燃料帶來(lái)新污染等問(wèn)題，都極大限制了市場(chǎng)推廣的可行性。
陳海生所關(guān)注的，正是解決傳統(tǒng)技術(shù)模式的這些痛點(diǎn)。
團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，更加高效的壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和蓄熱換熱系統(tǒng)，以及更簡(jiǎn)單、環(huán)保的工藝流程，是提升能效的關(guān)鍵；用高壓儲(chǔ)氣罐代替儲(chǔ)氣洞穴，能大大解決地理?xiàng)l件限制。
他們開始研發(fā)新型儲(chǔ)氣裝置，如壓力容器、壓力管道、人工儲(chǔ)氣硐室以及柔性儲(chǔ)氣裝置，而非僅僅受限于大型地下空間。這樣一來(lái)，項(xiàng)目選址會(huì)更加靈活，便于技術(shù)的大規(guī)模推廣。
在儲(chǔ)熱換熱的工序里，研發(fā)團(tuán)隊(duì)采用壓縮熱來(lái)代替燃燒發(fā)熱，使空氣在膨脹過(guò)程中不使用天然氣等化石燃料。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，每個(gè)環(huán)節(jié)都會(huì)把能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在發(fā)電的時(shí)候再加以釋放，不會(huì)造成任何額外的污染。更重要的是，簡(jiǎn)潔的工藝流程讓儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率不斷提升。
中儲(chǔ)國(guó)能副總經(jīng)理田雨向36碳表示：“這些開拓性工作，當(dāng)年在國(guó)際上也少有任何經(jīng)驗(yàn)可參考，能堅(jiān)持下來(lái)全憑責(zé)任心和事業(yè)心。但現(xiàn)在從多個(gè)項(xiàng)目看來(lái)，其性能和可靠性是能經(jīng)受市場(chǎng)的考驗(yàn)的?！?
可大約在十年前，團(tuán)隊(duì)還一度面臨資金不足的難題。“當(dāng)時(shí)正值做到兆瓦級(jí)項(xiàng)目的前夕，賬面上大概就剩下20來(lái)萬(wàn)。當(dāng)時(shí)技術(shù)人員拿出破釜沉舟的勇氣，去拼這個(gè)項(xiàng)目。但還好，最終大家做出來(lái)了，也拿到了一批新的經(jīng)費(fèi)”田雨談到。
從千瓦級(jí)的項(xiàng)目，一路突破1.5兆瓦、10兆瓦，再到如今投運(yùn)的百兆瓦項(xiàng)目，中儲(chǔ)國(guó)能不僅在項(xiàng)目容量上實(shí)現(xiàn)了翻倍，更將項(xiàng)目的最高設(shè)計(jì)效率提升至70%左右，不斷刷新世界紀(jì)錄。
田雨表示，儲(chǔ)能不是只停留在實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)，必須要從效率和經(jīng)濟(jì)性去做技術(shù)突破，以可產(chǎn)業(yè)化為導(dǎo)向去設(shè)計(jì)產(chǎn)品。
系統(tǒng)規(guī)模增加后，項(xiàng)目的單位投資成本也持續(xù)下降。據(jù)估算，系統(tǒng)規(guī)模每提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，單位成本下降可達(dá)約30%。目前100MW系統(tǒng)的單位成本約為800-1200元/kWh，同抽水蓄能系統(tǒng)單位成本基本相當(dāng)甚至更低，比國(guó)外系統(tǒng)低50%以上，未來(lái)仍有下降空間。
02、讓空氣成為“充電寶”
當(dāng)下，儲(chǔ)能和新能源項(xiàng)目已經(jīng)成為緊密捆綁的搭檔。間歇性、波動(dòng)性和周期性極強(qiáng)的風(fēng)能和太陽(yáng)能，讓不少新能源項(xiàng)目的“靠天吃飯”成了最突出的問(wèn)題。已經(jīng)有不少項(xiàng)目，因?yàn)闊o(wú)法就地消納或送出，不得不關(guān)掉設(shè)備以“棄風(fēng)、棄光限電”。
儲(chǔ)能，正成為新能源項(xiàng)目的標(biāo)配和必配技術(shù)，“雙碳”目標(biāo)更是催生出萬(wàn)億級(jí)的儲(chǔ)能藍(lán)海市場(chǎng)。據(jù)光大證券預(yù)測(cè)，到2025年，我國(guó)儲(chǔ)能投資市場(chǎng)空間將達(dá)到0.45萬(wàn)億元；2030年增長(zhǎng)到1.30萬(wàn)億元左右；從2020年起至2060年碳中和，儲(chǔ)能投資累計(jì)市場(chǎng)空間將達(dá)到122萬(wàn)億元。
壓縮空氣儲(chǔ)能，就是利用空氣——這種無(wú)處不在的介質(zhì)以完成電力儲(chǔ)存。在用電低谷時(shí)，利用壓縮機(jī)將空氣壓縮為高壓空氣，并儲(chǔ)存起來(lái)；到了用電高峰，再將高壓空氣釋放，以驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)發(fā)電。
形象一點(diǎn)，可以用“吹氣球”的動(dòng)作來(lái)幫助理解：當(dāng)把空氣壓縮進(jìn)儲(chǔ)氣裝置，可以看作把一個(gè)氣球吹起來(lái)并封口；接著把氣球里的空氣釋放以驅(qū)動(dòng)一個(gè)小風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)，可以看作在用電高峰時(shí)釋放這些空氣，并驅(qū)動(dòng)發(fā)電。
“一充一放”的過(guò)程，不難看出壓縮空氣儲(chǔ)能是一種典型的物理儲(chǔ)能方式。但眼下，以電池為主的化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)一片喧囂，物理儲(chǔ)能市場(chǎng)似乎少了一些熱度。
其實(shí)，多種新型儲(chǔ)能技術(shù)因其不同的技術(shù)特性、場(chǎng)景適應(yīng)性，在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)相互并行存在。
“對(duì)于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)景來(lái)講，新型壓縮空氣儲(chǔ)能和抽水蓄能在規(guī)模、功能等方面重合度較高，有望形成對(duì)抽水蓄能的補(bǔ)充和替代，并且隨著產(chǎn)業(yè)化進(jìn)一步發(fā)展，新型壓縮空氣儲(chǔ)能的商業(yè)化成本和效率還在持續(xù)優(yōu)化之中，這將是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)領(lǐng)域?！叭A控基金的行研經(jīng)理向36碳表示。
傳統(tǒng)的物理儲(chǔ)能形式中，抽水蓄能長(zhǎng)期占據(jù)主流地位，具備技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)性好、適合大規(guī)模開發(fā)條件等優(yōu)勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全球抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模占全球儲(chǔ)能市場(chǎng)的比重已超過(guò)九成。不過(guò)抽水蓄能的局限性也較為明顯，需要建在水資源豐富且高度落差大的地區(qū)。
一個(gè)典型的抽水蓄能電站占地可達(dá)上千畝，需要建設(shè)上、下兩個(gè)水庫(kù)，以及包括引水管、導(dǎo)流管、引水渠、盤山公路等在內(nèi)的配套設(shè)施，若不能利用當(dāng)?shù)匾延械淖匀粭l件加以改造建設(shè)，完全通過(guò)人工建設(shè)的抽水蓄能電站將得不償失。
壓縮空氣儲(chǔ)能，其場(chǎng)景適應(yīng)性和抽水蓄能較相似，又能彌補(bǔ)抽水蓄能的技術(shù)局限。正在憑借其儲(chǔ)能容量大、安全性高、零污染和壽命久等特點(diǎn)，被看作是極具發(fā)展前景的儲(chǔ)能技術(shù)之一。
實(shí)際上，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)由來(lái)已久。最早可以追溯到上世紀(jì)40年代，世界上第一座商用壓縮空氣儲(chǔ)能電站，是1978年德國(guó)的Huntorf電站。不過(guò)在那之后，并沒有得到大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用。
傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，非常依賴化石燃料和大型儲(chǔ)氣室。把高壓空氣存儲(chǔ)在地下巖穴中，由于釋放大量氣體的過(guò)程中需要吸熱，需要用燃?xì)恻c(diǎn)火加溫來(lái)幫助氣體升溫，使其發(fā)電效果更好。因此，本來(lái)被給予了環(huán)保期待的儲(chǔ)能技術(shù)，卻又因燃燒化石燃料而增加新的污染，而且復(fù)雜的工藝流程也讓能量系統(tǒng)效率有所折減，使之只能維持在50%左右。
不過(guò)，壓縮空氣儲(chǔ)能的技術(shù)原理沒有被全盤否認(rèn)。整個(gè)行業(yè)期待的，是一種更加清潔、經(jīng)濟(jì)的新型壓縮空氣儲(chǔ)能方式。
03、華控基金，如何成為“捕風(fēng)人”？
千帆競(jìng)發(fā)的儲(chǔ)能賽道中，當(dāng)另一邊的儲(chǔ)能電池成為資本寵兒的時(shí)候，華控基金嗅到了物理儲(chǔ)能領(lǐng)域中不一樣的機(jī)會(huì)。
回想起和中儲(chǔ)國(guó)能CEO見面的場(chǎng)景，華控基金項(xiàng)目負(fù)責(zé)人依然津津樂(lè)道。
“當(dāng)我們得知，中儲(chǔ)國(guó)能先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率已達(dá)到70%時(shí)，我們就知道這技術(shù)能成?！比A控負(fù)責(zé)人向36碳表示。
隨著技術(shù)的演進(jìn)，中儲(chǔ)國(guó)能在推動(dòng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化后的項(xiàng)目成本將繼續(xù)降低，這對(duì)于長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能場(chǎng)景是非常有優(yōu)勢(shì)的。
近期天風(fēng)證券的一份研究就做出預(yù)測(cè)，在效率提升和成本下行推動(dòng)之下，壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)預(yù)計(jì)2025年累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6.76GW，2030年累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到43.15GW。
目前，華控基金連續(xù)完成兩輪領(lǐng)投，更從資本側(cè)加速了中儲(chǔ)國(guó)能在先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程和規(guī)?；季?。
華控負(fù)責(zé)人表示，和技術(shù)驅(qū)動(dòng)的企業(yè)溝通，很重要的一點(diǎn)就是能夠與對(duì)方的共振。如果對(duì)方談到的技術(shù)亮點(diǎn)，自己連這種概念都不理解，那就是沒有聊到一起去。很幸運(yùn)，˙長(zhǎng)期技術(shù)沉淀帶來(lái)的共振讓雙方團(tuán)隊(duì)在溝通中減少了很多壁壘。
在對(duì)技術(shù)的執(zhí)念上，華控基金和中儲(chǔ)國(guó)能似乎有一種天然的默契在。
中儲(chǔ)國(guó)能的技術(shù)與研發(fā)團(tuán)隊(duì)，也均源自中科院工程熱物理所，在壓縮空氣這一領(lǐng)域的技術(shù)沉淀，已從探路者成為了引路人。
成立于2007年的華控基金，團(tuán)隊(duì)大部分源自于清華大學(xué)，長(zhǎng)期專注于硬科技領(lǐng)域投資，每年完成的細(xì)分市場(chǎng)行研報(bào)告已逾千份。一直以來(lái)，華控基金持續(xù)關(guān)注新一代信息技術(shù)、先進(jìn)制造和生物技術(shù)。在雙碳目標(biāo)提出后，華控組建了專門的碳中和研究團(tuán)隊(duì)，此前在硬科技領(lǐng)域的種種積累，幫助團(tuán)隊(duì)快速識(shí)別出自身優(yōu)勢(shì)與雙碳領(lǐng)域的交叉機(jī)會(huì)。
拿此次的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目來(lái)講，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)設(shè)備的膨脹機(jī)和壓縮機(jī)，其實(shí)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)有著異曲同工的原理。中科院工程熱物理所正是以動(dòng)力研究為起步發(fā)展起來(lái)的，而華控基金在航空航天方面也有著鏈條完整的投資布局。圍繞飛機(jī)制造產(chǎn)業(yè)鏈上下游各關(guān)鍵環(huán)節(jié)，華控投資在各領(lǐng)域深度參與投資布局：在上游的材料領(lǐng)域投資了金天鈦業(yè)和鑫垚陶瓷；中游的航空部件制造領(lǐng)域投資了明日宇航、三角防務(wù)、北摩高科、廣聯(lián)航空以及成立航空；在下游地面保障領(lǐng)域則投資了立航科技。這種默契讓華控與中儲(chǔ)國(guó)能的專家團(tuán)隊(duì)，在技術(shù)研討上不斷產(chǎn)生共鳴。
這也不難理解，雙方的合作進(jìn)展為何會(huì)如此迅速。
華控基金的行研經(jīng)理表示，雙碳目標(biāo)提出后，他們繪制了現(xiàn)階段的碳流圖與實(shí)現(xiàn)碳中和后的碳流圖，研究目前溫室氣體來(lái)源于哪些環(huán)節(jié)、碳的流動(dòng)方式，并對(duì)比實(shí)現(xiàn)碳中和之后的碳流圖，篩選減碳重點(diǎn)行業(yè)、領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)路徑，幫助投資決策。
在加速布局的碳中和賽道上，除了中國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)中儲(chǔ)國(guó)能之外，華控基金還投資了包括動(dòng)力電池三元正極材料供應(yīng)商容百科技(688005)、清潔能源裝備整體解決方案供應(yīng)商厚普股份(300471)等優(yōu)秀企業(yè)。
當(dāng)然，這是一個(gè)長(zhǎng)周期的產(chǎn)業(yè)。中儲(chǔ)國(guó)能用了將近二十年的時(shí)間，將新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)從一片空白，深陷“燒冷灶”困局，一路做到了世界領(lǐng)先。
投資邏輯也是一樣，華控基金的三輪投資，直接推動(dòng)了中儲(chǔ)國(guó)能在未來(lái)幾百兆瓦、乃至上千兆瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)。而在技術(shù)類別紛繁，迭代快速的雙碳領(lǐng)域，更需足夠的耐心與定力。
