中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：江蘇是我國(guó)新能源大省。截至2024年3月底，該省風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量達(dá)到6708.32萬(wàn)千瓦，在總裝機(jī)容量中占比升至36.45%。這樣大體量、高比例的新能源裝機(jī)給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和靈活調(diào)節(jié)帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)能是提高電力系統(tǒng)靈活性、穩(wěn)定性的有效手段之一。然而，由于江蘇地勢(shì)較為平坦，傳統(tǒng)的抽水蓄能發(fā)展受限，裝機(jī)量遠(yuǎn)不如廣東、浙江、河北等其他新能源大省?！叭绾我虻刂埔税l(fā)展新型儲(chǔ)能”成為江蘇建設(shè)新型電力系統(tǒng)的一道必答題。
地上無(wú)山，地下有穴。江蘇是我國(guó)井鹽資源大省，采鹽后形成的地下洞穴為新型儲(chǔ)能開辟道路。
2022年5月26日，位于江蘇省常州市的金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目（以下簡(jiǎn)稱“金壇示范項(xiàng)目”）正式投運(yùn)。這是世界首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站，也是我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域首個(gè)國(guó)家示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目由中國(guó)鹽業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中鹽集團(tuán)”）、中國(guó)華能集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)華能”）、清華大學(xué)合作共建。
“大力發(fā)展鹽穴綜合利用，對(duì)于我國(guó)能源儲(chǔ)備安全、清潔能源利用具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義，也是中鹽集團(tuán)落實(shí)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)鹽行業(yè)價(jià)值創(chuàng)新的重要途徑，已成為中鹽集團(tuán)‘十四五’時(shí)期一項(xiàng)重要戰(zhàn)略安排。”中鹽集團(tuán)黨委書記、董事長(zhǎng)李耀強(qiáng)說(shuō)。
新的機(jī)遇
中鹽集團(tuán)以金壇為根據(jù)地，在鹽穴綜合利用領(lǐng)域布局已久。
鹽穴是利用水溶開采方式在地下較厚的鹽層采礦后形成的地下洞穴。對(duì)閑置的鹽穴進(jìn)行綜合利用，既節(jié)約了投資，又可以穩(wěn)定地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為油、氣、電等能源的儲(chǔ)備提供成熟的經(jīng)驗(yàn)。
中鹽鹽穴綜合利用股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中鹽鹽穴”）黨總支書記、常務(wù)副總經(jīng)理謝衛(wèi)煒告訴《國(guó)資報(bào)告》記者，2000年國(guó)家啟動(dòng)“西氣東輸”工程后，中國(guó)石油與中鹽集團(tuán)探討在中國(guó)建設(shè)鹽穴儲(chǔ)氣項(xiàng)目的可行性，這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)時(shí)在歐美國(guó)家已有成熟應(yīng)用。
經(jīng)過(guò)多年探索，2007年2月，中鹽集團(tuán)與中國(guó)石油合作建設(shè)的西氣東輸鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)正式投產(chǎn)注氣，被稱為“中國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣第一庫(kù)”。該儲(chǔ)氣庫(kù)現(xiàn)已發(fā)展為國(guó)家管網(wǎng)西氣東輸鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)群。
中鹽集團(tuán)在鹽穴儲(chǔ)氣領(lǐng)域的“朋友圈”不斷擴(kuò)大。除中國(guó)石油（后相關(guān)資產(chǎn)劃歸國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)）外，中國(guó)石化也與之合作，于2016年6月合作建設(shè)投產(chǎn)了川氣東送配套工程首個(gè)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)。
下游燃?xì)馄髽I(yè)也聞風(fēng)而動(dòng)。中國(guó)市場(chǎng)五大城燃集團(tuán)之一——港華燃?xì)馀c中鹽集團(tuán)合作建設(shè)了港華燃?xì)鈨?chǔ)氣庫(kù)。該項(xiàng)目于2018年10月投產(chǎn)，是國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)燃?xì)馐讉€(gè)鹽穴庫(kù)及商業(yè)儲(chǔ)氣項(xiàng)目。
為加快發(fā)展鹽穴綜合利用業(yè)務(wù)，2021年8月，中鹽集團(tuán)成立了專門的二級(jí)公司中鹽鹽穴。依托近20年實(shí)踐，中鹽鹽穴具備了勘探、施工、設(shè)計(jì)、造腔、運(yùn)行及監(jiān)測(cè)等一整套鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)建設(shè)技術(shù)和豐富的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。2022年1月，港華金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目獲得“第十九屆中國(guó)土木工程詹天佑獎(jiǎng)”。
中鹽集團(tuán)及新成立的中鹽鹽穴積極探索鹽穴利用的新技術(shù)與新方向。
“雙碳”目標(biāo)提出后，我國(guó)新能源行業(yè)迎來(lái)跨越式發(fā)展，新型儲(chǔ)能也隨之水漲船高。
何謂儲(chǔ)能？傳統(tǒng)的煤電類似于紡織品，不受產(chǎn)地和時(shí)間限制，可按需定產(chǎn)；風(fēng)電、光伏等新能源類似于農(nóng)產(chǎn)品，受產(chǎn)地、時(shí)間等限制，難以按需定產(chǎn)，需要配建倉(cāng)庫(kù)，儲(chǔ)能就是能源的“倉(cāng)庫(kù)”。倉(cāng)庫(kù)可建在產(chǎn)地，也可建在物流環(huán)節(jié)，還可建在消費(fèi)者家里，儲(chǔ)能則對(duì)應(yīng)分為發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、用戶側(cè)儲(chǔ)能。
何謂新型儲(chǔ)能？在我國(guó)已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，抽水蓄能占比近60%，除抽水蓄能外的其他儲(chǔ)能被稱為“新型儲(chǔ)能”。
按照能量?jī)?chǔ)存方式，儲(chǔ)能主要分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能三類，其中物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鋰電池、鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容、超導(dǎo)儲(chǔ)能等。
近年來(lái)，我國(guó)新型儲(chǔ)能發(fā)展迅猛。僅在2020年底時(shí)，其占比還不足10%，如今占比已超40%。國(guó)家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年一季度末，全國(guó)已建成投運(yùn)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3530萬(wàn)千瓦/7768萬(wàn)千瓦時(shí)，較2023年底增長(zhǎng)超過(guò)12%，較2023年一季度末增長(zhǎng)超過(guò)210%。
今年全國(guó)兩會(huì)上，“發(fā)展新型儲(chǔ)能”首次寫入政府工作報(bào)告。今年1月，由國(guó)務(wù)院國(guó)資委等7部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)未來(lái)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見(jiàn)》，在未來(lái)能源部分也提出“加快發(fā)展新型儲(chǔ)能”。
從鹽穴儲(chǔ)氣到新型儲(chǔ)能，中鹽集團(tuán)將“朋友圈”擴(kuò)展到電力領(lǐng)域。
新的合作
2020年12月，中鹽集團(tuán)、中國(guó)華能、清華大學(xué)合資成立中鹽華能儲(chǔ)能科技有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中華儲(chǔ)能”）。金壇示范項(xiàng)目是三方合作的第一步。
金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能，是一種利用地下鹽穴儲(chǔ)氣的大容量物理儲(chǔ)能技術(shù)，在用電低谷期時(shí)可將空氣壓縮到鹽穴中，用電高峰期時(shí)再釋放壓縮空氣發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。它具有容量大、壽命長(zhǎng)、安全環(huán)保等優(yōu)勢(shì)。
金壇示范項(xiàng)目落地前，清華大學(xué)的“非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)”已經(jīng)歷過(guò)兩輪演化升級(jí)?！胺茄a(bǔ)燃”是針對(duì)補(bǔ)燃而言，后者在釋放壓縮空氣發(fā)電時(shí)，會(huì)燃燒煤、天然氣等加熱空氣產(chǎn)生更大推力，而非補(bǔ)燃沒(méi)有這個(gè)過(guò)程，因而更加環(huán)保。
2014年，安徽蕪湖500千瓦非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能工業(yè)試驗(yàn)電站建成，儲(chǔ)能系統(tǒng)效率40%，即每?jī)?chǔ)存1度電最后可釋放0.4度電。
2016年，青海西寧100千瓦非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能試驗(yàn)電站建成，這是世界首座光熱復(fù)合式非補(bǔ)燃?jí)簝?chǔ)系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)效率51%。
在前兩輪演化升級(jí)基礎(chǔ)上，清華大學(xué)蓄力第三次演化升級(jí)。2015年，清華大學(xué)與中鹽集團(tuán)合作，開始“基于鹽穴的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目”的科技研究。2017年，雙方共同成立壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)聯(lián)合研究中心；中鹽集團(tuán)還與中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)合作，設(shè)立盧強(qiáng)院士工作站。
建設(shè)規(guī)?；膬?chǔ)能電站需要電力企業(yè)加入。中鹽集團(tuán)和清華大學(xué)向中國(guó)華能拋出橄欖枝。中國(guó)華能是五大發(fā)電央企之一，江蘇是該公司的重點(diǎn)布局區(qū)域之一，2019年中國(guó)華能曾與江蘇省簽約打造千萬(wàn)千瓦級(jí)海上風(fēng)電基地。
2017年5月，金壇示范項(xiàng)目獲得國(guó)家能源局立項(xiàng)。項(xiàng)目于2018年12月奠基，2022年5月投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)，電電轉(zhuǎn)換率達(dá)到60%以上，即每?jī)?chǔ)存1度電最后可發(fā)電0.6度以上。該項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模6萬(wàn)千瓦/30萬(wàn)千瓦時(shí)，即最大充/放功率6萬(wàn)千瓦，也就是每小時(shí)最多能發(fā)電6萬(wàn)度；儲(chǔ)能容量30萬(wàn)千瓦時(shí)，也就是一個(gè)儲(chǔ)能周期可存儲(chǔ)電量30萬(wàn)度，相當(dāng)于6萬(wàn)居民一天的用電量。項(xiàng)目每年可完成調(diào)峰電量1.3億度，減排二氧化碳3萬(wàn)噸。
站在項(xiàng)目沙盤前，謝衛(wèi)煒介紹，金壇示范項(xiàng)目的核心設(shè)備區(qū)域分為4個(gè)主要系統(tǒng)。第一是世界上參數(shù)最高的多級(jí)離心式空氣壓縮機(jī)（6萬(wàn)千瓦），由沈鼓研制，分為低壓、中壓、高壓三臺(tái)串聯(lián)啟動(dòng)，其作用是在用電低谷期時(shí)利用電網(wǎng)多余的電來(lái)壓氣。
第二是世界上單臺(tái)容量最大、溫度參數(shù)最高的油-氣換熱器，由哈電集團(tuán)研制。系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油可替代“燃補(bǔ)”，在壓氣時(shí)吸收空氣熱量，放氣時(shí)為空氣加熱，從而有效提升儲(chǔ)能系統(tǒng)效率。整個(gè)過(guò)程導(dǎo)熱油不發(fā)生燃燒，不對(duì)外排放二氧化碳。
第三是世界最大非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的空氣透平和發(fā)電機(jī)（6萬(wàn)千瓦），由東方電氣研制。透平是turbine（渦輪機(jī)）的音譯，“空氣透平+發(fā)電機(jī)”大致相當(dāng)于火電站的“汽輪機(jī)+發(fā)電機(jī)”。
第四是地下鹽穴。金壇示范項(xiàng)目所利用的這個(gè)鹽穴，不是改造的老腔，而是從一開始就科學(xué)規(guī)劃的新腔。鹽穴位于地下1000米左右，采鹽使用水溶法，即向鹽層注水形成鹵水，再將鹵水抽出地面。利用相關(guān)技術(shù)，抽空后的鹽層形成紡錘形的鹽穴，最大直徑約80米，高度超過(guò)100米，容積超過(guò)22萬(wàn)立方米，相當(dāng)于105個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池。高溫高壓下，空腔內(nèi)的鹵水會(huì)再次結(jié)晶，將裂縫自動(dòng)愈合。如此形成的空腔氣密性好且承壓能力強(qiáng)，最高可承受200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于醫(yī)用氧氣鋼瓶的數(shù)倍。
“儲(chǔ)能電站的核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)了100%國(guó)產(chǎn)化?！敝x衛(wèi)煒說(shuō)。
新的藍(lán)圖
以金壇示范項(xiàng)目為起點(diǎn)，中鹽集團(tuán)謀劃新藍(lán)圖。
“金壇示范項(xiàng)目遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模將達(dá)100萬(wàn)千瓦，肩負(fù)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建、工程及商業(yè)運(yùn)營(yíng)示范‘三大’目標(biāo)任務(wù)，集聚產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)資源，致力于壓縮空氣儲(chǔ)能的‘中國(guó)創(chuàng)造’與‘中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)’，將為構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)提供儲(chǔ)能新方案。”謝衛(wèi)煒說(shuō)。
他表示，未來(lái)金壇示范項(xiàng)目擴(kuò)建工程還將開掘新的鹽穴，加裝新的設(shè)備，擴(kuò)大裝機(jī)規(guī)模。除了金壇示范項(xiàng)目擴(kuò)建，中鹽鹽穴正在推動(dòng)陜西榆林鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目落地。
技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的工作也在持續(xù)推進(jìn)。
謝衛(wèi)煒介紹，技術(shù)上，該公司目前已累計(jì)申請(qǐng)專利百余項(xiàng)，核心專利56項(xiàng)。研發(fā)并驗(yàn)證了高負(fù)荷離心壓縮機(jī)、高參數(shù)換熱器、大型空氣透平等首（臺(tái)）套核心設(shè)備，建立了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。
標(biāo)準(zhǔn)上，該公司發(fā)布了我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域首個(gè)編碼標(biāo)準(zhǔn)和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，完成2項(xiàng)IEC（國(guó)際電工委員會(huì)）國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布、1項(xiàng)IEC國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，已發(fā)布和正在編制的國(guó)標(biāo)和行標(biāo)12項(xiàng)，逐漸形成了中國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系。
人才上，培養(yǎng)了一批兼具科研創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的壓縮空氣儲(chǔ)能專業(yè)人才，其中4人成為IEC注冊(cè)專家，3人入選全國(guó)電力儲(chǔ)能標(biāo)委會(huì)專家，我國(guó)首批壓縮空氣儲(chǔ)能電站值長(zhǎng)獲得資格認(rèn)證上崗，為推動(dòng)行業(yè)發(fā)展提供了人才支撐和儲(chǔ)備。
“我國(guó)鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我們跟外國(guó)專家一起開會(huì)時(shí)，他們對(duì)此表現(xiàn)出濃厚興趣。”他說(shuō)。
商業(yè)運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域，中鹽鹽穴推動(dòng)國(guó)家政策不斷完善。
謝衛(wèi)煒介紹，2023年江蘇省有關(guān)部門出臺(tái)了關(guān)于鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的“兩部制”電價(jià)政策，支持其為調(diào)峰提供的服務(wù)保障。目前，該項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)盈利。
此外，中鹽集團(tuán)還與清華大學(xué)、中科院武漢巖土力學(xué)研究所和南方科技大學(xué)開展了鹽穴前沿技術(shù)聯(lián)合研究。
對(duì)于2023—2030年發(fā)展規(guī)劃，謝衛(wèi)煒透露，該公司將加大鹽穴儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目應(yīng)用推廣，加快全國(guó)布局，形成對(duì)陜西、河南、湖北等其他區(qū)域的技術(shù)推廣和帶動(dòng)輻射。
到2025年，該公司將持續(xù)擴(kuò)大儲(chǔ)氣庫(kù)規(guī)模，重點(diǎn)布局鹽穴儲(chǔ)氣、鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能、鹽穴儲(chǔ)氫、鹽穴儲(chǔ)油、鹽穴液流電池、二氧化碳捕集等6個(gè)技術(shù)方向，突破10項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)，形成5項(xiàng)標(biāo)志性成果，在小分子鹽穴儲(chǔ)存領(lǐng)域技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，突破小分子氣體儲(chǔ)存新技術(shù)的空白。
到2030年，該公司將實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)總額翻兩番，營(yíng)業(yè)收入提高20倍以上，建成較為完整的鹽穴綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。
