中國儲能網(wǎng)訊：9月7—9日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合232余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價(jià)值，共建市場新格局"為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機(jī)制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
大會組委會邀請中電建河北電力設(shè)計(jì)院技術(shù)中心總經(jīng)理董舟做《壓縮空氣儲能規(guī)劃設(shè)計(jì)初探》主題報(bào)告。以下為發(fā)言主要內(nèi)容：
董舟：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁，大家好，我是來自河北電力設(shè)計(jì)院的董舟，河北電力設(shè)計(jì)院目前是中國電建集團(tuán)的二級企業(yè)，既是河北省在能源電力行業(yè)的規(guī)劃技術(shù)支撐單位，又是一家以能源電力為主，兼顧市政等多個(gè)行業(yè)的綜合性的工程公司。我們公司在儲能方面做了一些工作，總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)或者教訓(xùn)。我也想借此機(jī)會，大家互相交流、討論，對我們的工作能有所完善，有所啟迪，大家共同提升，也希望我們在這方面做的工作對感興趣的同行有所借鑒。
“儲能”這個(gè)詞兒從“3060”政策發(fā)布以后，出現(xiàn)的頻率就非常高頻。儲能的整個(gè)市場非常大，在2025年新型儲能的裝機(jī)規(guī)模要達(dá)到3千萬以上，并且要實(shí)現(xiàn)新型儲能從商業(yè)化初期向規(guī)?；l(fā)展轉(zhuǎn)變。而且到2030年要實(shí)現(xiàn)全面的市場化。去年做過一個(gè)調(diào)研，截止到目前，全國已投產(chǎn)的電力儲能裝置總裝機(jī)容量約4600萬千瓦，主要是以抽水蓄能為主，目前所說的新型儲能只有600萬千瓦，整個(gè)新型儲能的市場是非常大。
具體到河北省，河北省也是根據(jù)全國政策的指引推出了可再生能源、綠電的倍增計(jì)劃，到2025年可再生能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模要突破一億千瓦，裝機(jī)占比達(dá)到60%左右，這樣對河北省的整個(gè)電力系統(tǒng)來說是一個(gè)非常大的轉(zhuǎn)變。在風(fēng)電、光伏的比重逐步增大的情況下，我們?nèi)绾巫霾拍軌驖M足新型電力系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性，實(shí)際上是一個(gè)巨大的問題。就是照現(xiàn)在的規(guī)劃，到“十五五”末，我們就算預(yù)期所有的抽水蓄能投產(chǎn)裝機(jī)容量能達(dá)到1800萬，跟預(yù)期的風(fēng)電光伏裝機(jī)容量所需要的調(diào)節(jié)需求還有巨大的缺口，發(fā)展新型儲能勢在必行。
我們公司目前開展的項(xiàng)目或多或少都提到了儲能的要求。我們按照儲能的不同特性進(jìn)行了分類，主要分為六類：
1.電化學(xué)儲能，很早以前我們公司從三北地區(qū)網(wǎng)荷儲項(xiàng)目為依托就開始進(jìn)入電化學(xué)儲能，現(xiàn)在在這方面的工程項(xiàng)目也很多。
2.壓縮空氣儲能，我們可以提供專業(yè)的方案咨詢、設(shè)計(jì)和總承包，目前就有兩個(gè)壓縮空氣儲能的總承包項(xiàng)目在建。
3.熱儲能。熱儲能的概念是近些年來提出的，主要是從火電領(lǐng)域的技術(shù)改造轉(zhuǎn)變而來，從火電的靈活性改造進(jìn)入熱儲能的領(lǐng)域，重點(diǎn)是結(jié)合了光熱熔鹽儲熱技術(shù)。在三改聯(lián)動的帶動下，整個(gè)熱儲能行業(yè)的項(xiàng)目還是非常多。
4.氫儲能，氫能行業(yè)目前來說也是很龐大，分為制氫、儲氫、輸氫、用氫，電能也可以作為氫能存儲，在張家口地區(qū)的新能源規(guī)劃中也有氫儲能的部分。2021年公司設(shè)計(jì)完成了國內(nèi)最大的制氫裝置。
5.飛輪儲能，在大數(shù)據(jù)中心、汽車充電樁等等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用潛力，公司也在研究兆瓦級飛輪儲能的相關(guān)技術(shù)。
6.抽水蓄能，我們院作為河北省的能源規(guī)劃支撐單位，對河北省的水利資源進(jìn)行了大規(guī)模的摸排，完成了河北省中小型抽水蓄能選址規(guī)劃工作，有一個(gè)專門的團(tuán)隊(duì)正在緊張工作，爭取建設(shè)更多的抽水蓄能電站增強(qiáng)我們電網(wǎng)的可調(diào)節(jié)特性。
如何才能完成電網(wǎng)對于儲能調(diào)節(jié)的缺口需求，經(jīng)過特性對比，從量的角度來說，首選是抽水蓄能；第二就是壓縮空氣儲能，從儲能量級來說這是唯一與抽水蓄能相媲美的大規(guī)模的儲能方式。優(yōu)點(diǎn)很多，啟動快速、能量密度還有功率密度非常高，運(yùn)營成本比較低，最重要就是設(shè)備的壽命長，損耗比較小，非常符合目前的政策指引。因?yàn)閯倓偲鸩剑运娜秉c(diǎn)也同樣非常明顯，最主要就是投資成本很高，投資回報(bào)周期非常長。當(dāng)前我們國家已經(jīng)注意到這個(gè)問題，各省級層面對于儲能的定價(jià)和支持政策不斷版本，相信壓縮空氣儲能很快會迎來它的春天。
在壓縮空氣儲能的領(lǐng)域，我們完成了河北省科技項(xiàng)目《非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能技術(shù)研究》，我們申報(bào)了四項(xiàng)發(fā)明專利，第一項(xiàng)已經(jīng)獲得授權(quán)，發(fā)表了6篇核心期刊論文。壓縮空氣儲能雖然原理簡單，但是環(huán)節(jié)很多，有很多前沿的技術(shù)，需要清華大學(xué)、中科院等等一些前沿的研究單位做支撐，所以這方面我們和相關(guān)的單位一直保持著密切的接觸。
技術(shù)路線定型以后，能不能做還是要看設(shè)備，下面我想介紹一下目前國內(nèi)在壓縮空氣儲能幾個(gè)關(guān)鍵裝置或者幾個(gè)組成部件的情況。
1.壓縮機(jī)。電力用壓縮機(jī)和石化用的壓縮機(jī)還是有區(qū)別，我們的壓比很高，流量很大，這和石化上還是有所區(qū)別。國內(nèi)相關(guān)廠家有很多的研究，壓縮機(jī)目前來說是沒有問題的。
2.凈化裝置。主要有兩個(gè)作用，一個(gè)是去除顆粒物，另外一個(gè)就是除水，這個(gè)也完全可以國產(chǎn)化。
3.換熱裝置。對于壓縮空氣儲能特別是非補(bǔ)燃式，在熱管理方面非常重要。這個(gè)部件就是用換熱器來做，換熱器在整個(gè)工業(yè)行業(yè)是非常普遍的一個(gè)設(shè)備，在這個(gè)技術(shù)領(lǐng)域最核心的問題就是你要選擇合適的換熱方案。
4.儲氣裝置。把空氣儲存在什么地方，分為兩類，一個(gè)是地面，一個(gè)是地下。地面類目前主要是壓力容器，或者選用管線鋼，地下有巖穴，還有含水層儲氣等方案，還有一些選用了人造地下儲氣庫，也可以利用一些廢棄礦坑。目前烏蘭察布項(xiàng)目利用了地面的管線鋼，大同的項(xiàng)目利用了廢棄礦井。大同市是我們整個(gè)能源行業(yè)非常著名的一個(gè)地方，也是資源類城市轉(zhuǎn)型的典范，有著大量的煤礦巷道可以利用，發(fā)展壓縮空氣儲能，可以把這個(gè)空間利用起來。對于一些小型煤礦或者老舊煤礦的轉(zhuǎn)型是一個(gè)利好。
大同是山西省的尖兵，所以在山西省在大同市云崗礦開發(fā)了這么一個(gè)煤礦行道的壓縮空氣儲能的總承包。容量是50兆瓦×4小時(shí)，電效率是60%，綜合效率是85%，除了壓縮空氣儲能方面的嘗試，最重要的就是在深地空間能源改造方面的一個(gè)探索。
5.膨脹機(jī)。利用了壓縮空氣膨脹降壓的時(shí)候勢能轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽艿脑?，整體實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的電能的轉(zhuǎn)變。國內(nèi)的東氣、哈氣、上氣都有能力制造，東方已經(jīng)有了液體，哈氣也做了很多工作。
項(xiàng)目案例
烏蘭察布壓縮空氣儲能項(xiàng)目。規(guī)劃儲能的容量是10兆瓦×4小時(shí)，這是發(fā)電容量。這個(gè)項(xiàng)目上，我們匹配了槽式光熱儲能。建設(shè)有壓縮系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)、光熱儲能系統(tǒng)、壓縮機(jī)的冷卻和地面儲氣庫等等系統(tǒng)。壓縮過程使用的是兩段式的壓縮過程，因?yàn)楦邏罕?，大流量，對壓縮機(jī)的要求非常好。使用了兩段壓縮，一段是低壓，一段是高壓的，低壓是6級，高壓是2級。在在這個(gè)項(xiàng)目上匹配了冷煤水系統(tǒng)，因?yàn)轫?xiàng)目靠近市區(qū)，對民生采暖這塊也可以有效充分利用起來?？諝馔钙绞遣捎盟募壟蛎洠捎脤?dǎo)熱油的系統(tǒng)。
這是一個(gè)原理圖。我們過程中的原理圖，紅色的主要是壓縮過程，下面藍(lán)色的就是冷煤水，把壓縮熱收集起來，存儲在水箱，包括一部分膨脹熱的用途，還有一部分供暖的用途。下面的紅色就是空氣透平的膨脹，各級有一個(gè)膨脹加熱，周邊有一個(gè)對太陽能的儲熱。這是整個(gè)園區(qū)的布置，整個(gè)園區(qū)中間這塊，這是一期項(xiàng)目，占地面積在400畝左右，200×200左右。主廠房西側(cè)是水系統(tǒng)，北側(cè)有一些消防、換熱器、儲罐的地方，東側(cè)是油罐區(qū)，占地最大的是儲氣庫和槽式徑場，這是不同角度的鳥瞰圖。
大同云岡項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目裝機(jī)容量是50兆瓦，沒有設(shè)計(jì)冷煤水系統(tǒng)，這個(gè)地方離周邊的用熱區(qū)比較遠(yuǎn)。壓縮部分是紅色，下面是膨脹熱的轉(zhuǎn)變，還有壓縮熱的吸收，用得是導(dǎo)熱油系統(tǒng)，下面是膨脹。這是一個(gè)原理圖。
這個(gè)是地面設(shè)施的效果鳥瞰圖。在這里就可以看出來，它的占地非常小，雖然說這是50兆瓦，那邊是10兆瓦，但是它的占地非常小，因?yàn)榇罅康目臻g都利用到了地下。前面這個(gè)就是幾個(gè)廠房，黃色的是導(dǎo)熱油罐。
最后是幾點(diǎn)建議。
從壓縮空氣儲能項(xiàng)目我們在前期選址過程當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)，有很多自己的優(yōu)點(diǎn)，但是缺點(diǎn)也很明顯，所以整體的發(fā)展趨勢還是要向擺脫地理和資源條件的限制來說，如果沒有大的地下空間，沒有很好的儲氣裝置，這個(gè)部分對壓縮空氣儲能電站的選址來說是壓力非常大，因?yàn)橥顿Y很大。目前可以看到在國內(nèi)壓縮空氣儲能也提出了很多的方向，液態(tài)空氣儲能也有它的可行性，從液化天然氣來說，整個(gè)流程也是可行的。如果對于目前只說絕熱式的壓縮空氣儲能來說，讓它提高效率還是有很多地方，雖然原理很簡單，把空氣壓縮了以后再吹出來，但是過程中如果能夠把它利用好，特別是熱能管理，這樣整個(gè)系統(tǒng)的效率就會提高。第三，就是成本。各個(gè)系統(tǒng)都是用錢的，而且現(xiàn)在來說所有的設(shè)備都有助于研發(fā)，量產(chǎn)還是有點(diǎn)差，所以在降低成本這塊，我們也有很大的空間。
但是從壓縮空氣儲能來說進(jìn)展擴(kuò)展到整個(gè)新型儲能，在做全省規(guī)劃包括在省外做咨詢的時(shí)候也感覺到有個(gè)問題。
1.新型儲能電站的生存或者經(jīng)營壓力非常大，關(guān)于新型儲能政策體系和市場機(jī)制現(xiàn)在一直在呼吁、一直也在制定。山東省最近也發(fā)了一個(gè)文件，對于充電電量定義非常清楚，還有一個(gè)對充電電費(fèi)的附加政府基金也做了一些支持，對容量電站的租賃也做了個(gè)規(guī)劃。希望隨著整個(gè)行業(yè)，因?yàn)樾蝿莸贡普?，政策指引行業(yè)，也希望隨著整個(gè)節(jié)奏或者是整個(gè)行業(yè)的不斷完善，新型儲能各個(gè)場景都能夠有自己的生存能力，能夠做得蓬勃發(fā)展。
2.新型儲能的應(yīng)用場景和商業(yè)模式。大家知道電源側(cè)儲能、電網(wǎng)側(cè)儲能和用戶側(cè)儲能還是根據(jù)用途分的，但是對規(guī)劃也好，做設(shè)備生產(chǎn)也好，大家不要限定于某一個(gè)方向，或者某一個(gè)獨(dú)特的技術(shù)，還是應(yīng)該開發(fā)。比如說壓縮空氣儲能，壓縮空氣儲能如果和可再生能源耦合，它的前景還是比較大的。30年的壽命來說整體是一個(gè)非常有利的。另外，我們都在談非補(bǔ)燃式，為什么不能和燃?xì)膺M(jìn)一步的變化，最早傳統(tǒng)是和燃?xì)饨Y(jié)合在一起，但是效率比較低，但是也可進(jìn)一步優(yōu)化，完全可以和小型的燃?xì)廨啓C(jī)做一個(gè)耦合，燃?xì)庖彩悄壳翱烧{(diào)節(jié)能源的一個(gè)重大來源。應(yīng)用場景這塊大家要開動你的腦筋，發(fā)散你的思路，盡量的跨行業(yè)跨專業(yè)去組合。
3.新型儲能目前有很多欠缺，欠缺在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)路線、標(biāo)準(zhǔn)化。我們的消防也好，我們的熱管理也好，我們的整個(gè)規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化也好，大家各說紛紜、百花齊放，希望在協(xié)會的領(lǐng)導(dǎo)下，或者在整個(gè)行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)下，對技術(shù)路線有所規(guī)劃、有所制定。在這里我也呼吁有志的單位公司大家一起來把這個(gè)技術(shù)路線和標(biāo)準(zhǔn)化工作做起來。
