中國儲能網(wǎng)訊：4月9日，由中國能建數(shù)科集團（以下簡稱“數(shù)科集團”）和國網(wǎng)湖北綜能共同投資的世界首臺（套）300MW級壓氣儲能電站——湖北應城300MW/1500MWh壓氣儲能電站示范工程（以下簡稱“應城項目”）首次并網(wǎng)一次成功，標志著全球壓氣儲能電站由此邁入“300MW級”單機商業(yè)化新時代。
“應城項目在壓氣儲能領(lǐng)域創(chuàng)造了單機功率、儲能規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率3項世界領(lǐng)先；打造了壓氣儲能系統(tǒng)示范、核心裝備自主化示范、綠色低碳先進技術(shù)示范、精品工程示范、全產(chǎn)業(yè)鏈全過程數(shù)智化示范、鹽穴綜合利用成套技術(shù)示范6個行業(yè)示范，以及數(shù)十項國際首創(chuàng)、首次突破，核心技術(shù)裝備實現(xiàn)100%國產(chǎn)化?！睌?shù)科集團黨委書記、董事長萬明忠表示，應城項目成功并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)了行業(yè)從“0到1”的重大突破，驗證了大容量、高效率、超長時《中國能建壓氣儲能系統(tǒng)解決方案》的可靠性、創(chuàng)新性和領(lǐng)先性，彰顯全球領(lǐng)跑地位。數(shù)科集團統(tǒng)籌推動“科技創(chuàng)新+工程化實踐”雙向發(fā)力，以培育和打造新質(zhì)生產(chǎn)力為戰(zhàn)略著力點，持續(xù)引領(lǐng)我國新型長時壓氣儲能工程化水平再攀新高峰。
走在世界前列，打造壓氣儲能電站標桿
應城項目位于湖北省應城市，利用云應地區(qū)廢棄鹽礦洞穴為儲氣庫，打造一個超級“充電寶”——單機功率達300MW級，儲能容量達1500MWh，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%，每天蓄能8小時、釋能5小時，年均發(fā)電約5億千瓦時，相當于以空氣為介質(zhì)，轉(zhuǎn)化的電量可以滿足75萬居民一年的用電需求，可有效應對新能源發(fā)電的波動性、間歇性和隨機性，為湖北省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和省內(nèi)新能源消納發(fā)揮重要作用。
壓氣儲能的原理是利用電網(wǎng)負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，將其儲藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰釋放出來驅(qū)動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。近年來，我國壓氣儲能產(chǎn)業(yè)化進程明顯加速，相關(guān)技術(shù)經(jīng)歷了從無到有、從弱到強、從跟跑到領(lǐng)跑的發(fā)展轉(zhuǎn)變，國內(nèi)1.5MW、10MW 、100MW級壓氣儲能項目陸續(xù)投運且規(guī)模持續(xù)“升級”，研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進程已處于國際領(lǐng)先地位。
中國能建率先開展規(guī)模為300MW級壓氣蓄能，是基于怎樣的考慮？“該規(guī)模與目前我國電源主力裝機結(jié)構(gòu)的火電機組容量相近，在逐步實現(xiàn)對現(xiàn)有燃煤機組替代中，發(fā)電機、廠房、外送等資源可繼續(xù)利用?！比f明忠表示，按照既往經(jīng)驗，推進300MW、600MW、1000MW各級機組穩(wěn)步發(fā)展，符合電力技術(shù)的升級規(guī)律，將是我國壓氣蓄能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的有效路徑。
“作為國家能源電力和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的‘排頭兵’，中國能建聚力研發(fā)推廣壓氣儲能系統(tǒng)解決方案是為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)而進行的一項重大工程化實踐?！比f明忠指出，中國能建承擔了我國90%以上的電力勘測、設(shè)計、科研和行業(yè)標準制定任務(wù)，全環(huán)節(jié)具備“硬核”專業(yè)能力。而壓氣儲能的發(fā)電原理和各分系統(tǒng)與火電相似，只是將燃料從“燃煤”變成“高壓空氣”，技術(shù)資源可快速切換到壓氣儲能領(lǐng)域。
“目前世界上大部分已投運的鹽穴型壓氣儲能電站都需要燒煤或天然氣來加熱空氣，這個過程叫做‘補燃’，不可避免會產(chǎn)生污染排放以及造成壓縮熱的損失。該項目利用‘非補燃’技術(shù)，將空氣壓縮過程中產(chǎn)生的熱量進行回收再利用，沒有任何燃燒、排放，集全綠色、非補燃、高效率、低成本于一體，將成為世界壓氣儲能電站的標桿?！?萬明忠說。
聚合尖端力量，勇當產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長”
成功并網(wǎng)的背后是數(shù)科集團在自主創(chuàng)新方面的不懈探索。
地上工程決定好壞，地下工程決定成敗，深地儲氣庫是壓氣儲能工程的決定性因素。據(jù)悉，應城項目鹽穴儲氣庫地質(zhì)條件復雜，大口徑注采井鉆完井難度大。數(shù)科集團深地技術(shù)科研團隊與中科院武漢巖土所楊春和院士團隊、中石油系統(tǒng)內(nèi)多個單位深度協(xié)同，經(jīng)過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與實驗論證，不斷優(yōu)化鹽穴利用方案、鉆井工程系統(tǒng)方案，成功攻克復雜鹽穴空間高效利用成套技術(shù)、數(shù)智化選址技術(shù)，掌握國際首創(chuàng)技術(shù)、制定行業(yè)標準20余項，打造了一系列國際尖端技術(shù)和配套產(chǎn)品包。尤其是，在世界范圍內(nèi)首次成功應用鹽穴沉渣空間儲氣，首創(chuàng)國內(nèi)最大口徑注采井方案，大幅提高了鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，也降低了工程造價和縮短了建設(shè)工期。
壓氣儲能是一項多學科交叉、多過程耦合的系統(tǒng)工程，在壓縮膨脹設(shè)備、儲換熱及發(fā)電機等核心裝備上存在較高技術(shù)壁壘?！拔覀儑@大功率、大容量、長時儲能空氣壓縮/膨脹機組工藝設(shè)計、材料研發(fā)、快速加載控制策略等‘卡脖子’問題，攻克了大型軸向進氣、下排氣、寬負荷工況頻繁啟停的軸流壓縮機關(guān)鍵技術(shù)，提出了壓縮機組軸流+離心的配置方案。研制了世界首臺容量最大、性能最優(yōu)的非補燃式壓縮空氣膨脹機設(shè)備，填補了國內(nèi)空白。”萬明忠表示，中國能建始終堅持“戰(zhàn)略是引擎、科研是先導、設(shè)計是龍頭、設(shè)備是關(guān)鍵、建設(shè)是基礎(chǔ)、數(shù)智是基座”的工作方針，以系統(tǒng)觀念、工程化思維謀篇布局，勇當產(chǎn)業(yè)鏈鏈長，聯(lián)合行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、裝備龍頭企業(yè)，以及高校、科研院所緊密合作，打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，發(fā)揮“研投建營數(shù)”一體化優(yōu)勢，矢志鍛造全世界最好的壓氣儲能系統(tǒng)，帶動全球壓氣儲能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
科技創(chuàng)新能力有目共睹。應城項目入選國家級第三批能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備、新型儲能試點示范項目、綠色低碳先進技術(shù)示范項目，儲能系統(tǒng)膨脹機、壓縮機被評為2023年能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果。萬明忠指出，中國能建秉持“全自主化、全產(chǎn)業(yè)鏈、全國產(chǎn)化、全開放式”合作理念，形成了一套技術(shù)自主可控、全產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同、兼顧效率和投資的大規(guī)模壓氣儲能的“能建方案”。
規(guī)模化進程提速，分享長時儲能發(fā)展機遇
隨著可再生能源滲透率逐步提升，光伏和風電等可再生能源發(fā)電“時間+空間”錯配問題愈發(fā)凸顯，進一步催生電力系統(tǒng)的長時儲能調(diào)度需求。
在碳達峰碳中和背景下，新能源裝機及發(fā)電量占比將大幅提升。長時儲能作為支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建、實現(xiàn)“雙碳”目標的“壓艙石”“穩(wěn)定器”，是碳中和時代的必然選擇。壓氣儲能是一項能夠?qū)顺樗钅艿拈L時物理儲能技術(shù)。相對于后者，壓氣儲能具有環(huán)境友好、建設(shè)周期短、選址靈活等特點。其建設(shè)周期為2年左右，遠低于抽水蓄能6—8年，可利用自然鹽穴、人工硐室、廢棄洞穴進行選址儲氣，便于在負荷中心、風光大基地附近布局，可與分布式新能源緊密結(jié)合，尤其是在沙戈荒地區(qū)可形成對抽水蓄能的有益補充或部分替代。
萬明忠指出，中國能建率先開展300MW級壓氣儲能技術(shù)攻關(guān)和工程化布局，實現(xiàn)了行業(yè)從“0到1”的工程化突破，正加速邁向“1到100”產(chǎn)業(yè)化躍升。
“我們圍繞沙戈荒、海上風電、風光儲等大型新能源基地，廣泛布局了一大批壓氣儲能項目，正在開發(fā)和建設(shè)的項目有50余個?！比f明忠介紹，下一步，數(shù)科集團將在示范工程帶動下，著眼電網(wǎng)側(cè)儲能、負荷側(cè)儲能、新能源基地綠電外送、火電低碳改造、深地空間綜合利用等應用場景，持續(xù)推動壓氣儲能向更大容量、更高效率、更長時方向進行技術(shù)革新和工程化落地，進一步促進“科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)”加速融合，帶動萬億級規(guī)模增量市場。
