中國儲能網(wǎng)訊：單機功率世界第一，儲能規(guī)模世界第一，轉(zhuǎn)換效率世界第一，年發(fā)電量5億千瓦時……這是我國新型儲能建設(shè)的又一個里程碑，也是推動壓縮空氣儲能商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化的典型示范，為我國構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)提供了“能建方案”。
“由中國能建主體投資的湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程，是世界首臺（套）300兆瓦級非補燃壓縮空氣儲能示范工程，建成后將在非補燃壓縮空氣儲能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單機功率世界第一，儲能規(guī)模世界第一，轉(zhuǎn)換效率世界第一等諸多目標(biāo)。”7月26日，中國能源建設(shè)集團有限公司黨委常委、副總經(jīng)理吳云在湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程開工儀式上如是說。
據(jù)介紹，該工程以形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)集成技術(shù)，建成儲能技術(shù)與裝備國產(chǎn)化示范、數(shù)字化儲能電站示范、商業(yè)化運營機制示范、協(xié)同化建設(shè)管理示范為建設(shè)目標(biāo)，綜合平衡工程造價及儲能轉(zhuǎn)化效率，創(chuàng)新性地提出采用180攝氏度高壓熱水儲熱的中溫絕熱壓縮“能建方案”，將進一步推動大規(guī)模新型壓縮空氣儲能技術(shù)的商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化，有助于豐富儲能技術(shù)形式和完善能源結(jié)構(gòu)，促進可再生能源的大規(guī)模并網(wǎng)消納，為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)貢獻“能建力量”。
壓縮空氣儲能的三個“世界第一”
湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程位于中國中部儲能基地湖北省應(yīng)城市，規(guī)劃建設(shè)兩臺300兆瓦/1500兆瓦時壓縮空氣發(fā)電機組及配套建設(shè)儲能發(fā)電生產(chǎn)區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)及附屬基礎(chǔ)設(shè)施。
該示范工程利用云應(yīng)地區(qū)廢棄鹽穴作為儲氣庫，采用聲吶、綜合物探、室內(nèi)試驗、數(shù)值模擬等綜合手段獲取鹽穴三維形態(tài)和安全運行壓力。并進行老井氣密封堵、注采井鉆井、完井及注氣排鹵工程，實現(xiàn)鹽穴安全可靠儲氣功能。
該工程創(chuàng)新性地提出了4段壓縮、3段膨脹，采用中國能建自主研發(fā)的大容量非補燃高壓熱水儲熱中溫絕熱壓縮技術(shù)，形成了自主可控、兼顧效率和投資的新型大規(guī)模壓縮空氣儲能“能建方案”，堪稱“新能源接入電網(wǎng)的優(yōu)化器”“電力系統(tǒng)安全運行的穩(wěn)定器”“用戶側(cè)能量管理的路由器”“特高壓綠電外送的適配器”“超級充電寶”。其核心技術(shù)指標(biāo)能源轉(zhuǎn)換效率達70%以上，核心經(jīng)濟指標(biāo)單位造價降至6000元/千瓦左右，開創(chuàng)了大容量壓縮空氣儲能綠色、零碳、高效、經(jīng)濟的新路線、新方案，是世界首臺首套300兆瓦級壓縮空氣儲能電站。
壓縮空氣儲能電站主要包括壓縮儲能系統(tǒng)、膨脹發(fā)電系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、儲熱系統(tǒng)、儲氣系統(tǒng)及智能化控制系統(tǒng)等，主要設(shè)備包括壓縮機、空氣透平及發(fā)電機、換熱器及大容量儲罐等。
湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程采用集中控制方式，設(shè)置一套DCS控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，自動化系統(tǒng)滿足一鍵啟?？刂?。該工程全過程數(shù)字化建設(shè)以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云計算等先進技術(shù)手段，構(gòu)建覆蓋企業(yè)全層級、全業(yè)務(wù)、項目全過程的智慧基建及運營管理平臺，實現(xiàn)電廠從基建至投產(chǎn)運營全業(yè)態(tài)數(shù)字化、智慧化。
與此同時，針對該示范工程，中國能建數(shù)科集團開展了“300兆瓦級壓縮空氣儲能電站關(guān)鍵技術(shù)和裝備研究”，可使我國全面掌握具有國際領(lǐng)先水平的壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)，促進我國儲能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的建立，形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的系統(tǒng)集成技術(shù)，推動國產(chǎn)化儲能核心裝備研發(fā)。
數(shù)字化+科技型+新儲能的“數(shù)科探索”
隨著“風(fēng)光水火儲”和“源網(wǎng)荷儲”兩個一體化大力推進，無論大規(guī)模新能源基地開發(fā)，還是分布式能源系統(tǒng)開發(fā)，長時儲能都將成為必備環(huán)節(jié)。壓縮空氣儲能是通過高度壓縮空氣來進行電力儲能的，是一種低成本、大容量的新型電力儲能技術(shù)，是少數(shù)幾種能夠適用于長時間和大容量儲能的儲能技術(shù)之一。相比于電化學(xué)儲能投資高、運行安全隱患、性能衰減、后續(xù)處理環(huán)境污染等“硬傷”，壓縮空氣儲能系統(tǒng)具有選址靈活、建設(shè)周期短、投資低等諸多優(yōu)點，并具備調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)相、旋轉(zhuǎn)備用、 黑啟動以及應(yīng)急響應(yīng)等諸多功能。
相比較而言，壓縮空氣儲能可使用多種類型的存儲方式來存儲空氣，并且對地表的影響更小，相比抽水蓄能建設(shè)選址更加靈活。高壓空氣可存儲于鹽穴，或一些經(jīng)過地下地質(zhì)結(jié)構(gòu)改造而來的大規(guī)模存儲空間，如廢棄的礦井、開采的硬質(zhì)巖洞，還可以通過人工造穴與壓力容器等手段實現(xiàn)項目的靈活選址，降低了項目選址限制因素。
此次項目擇址應(yīng)城，瞄準(zhǔn)了應(yīng)城豐富的鹽穴資源，利用應(yīng)城地區(qū)已采鹽礦溶洞儲氣使采空溶洞得到合理利用，既有效地降低開發(fā)成本和占地，又實現(xiàn)資源最優(yōu)配置，使綠色低碳理念融入城市發(fā)展血脈。
“應(yīng)城儲能示范工程關(guān)鍵技術(shù)和難點主要在于首臺套的大型化先進技術(shù)裝備研發(fā)、高效經(jīng)濟的壓縮空氣儲能工藝系統(tǒng)集成及復(fù)雜地下工程的實施?！眳窃平邮苤心軅髅接浾卟稍L時說，中國能建所屬企業(yè)及相關(guān)合作單位通過科技攻關(guān)及技術(shù)研發(fā)，已經(jīng)徹底解決了上述關(guān)鍵技術(shù)及難點，有能力、有信心將應(yīng)城項目打造成壓縮空氣儲能電站的標(biāo)桿。
應(yīng)城壓縮空氣儲能示范工程開工，標(biāo)志著中國能建全面掌握具有國際領(lǐng)先水平的300兆瓦級壓縮空氣儲能裝備研制關(guān)鍵技術(shù)，通過示范工程的設(shè)備及材料研制，帶動核心裝備全產(chǎn)業(yè)鏈實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。通過示范項目取得系列化的技術(shù)專利和知識產(chǎn)權(quán)，形成儲能領(lǐng)域重大科技創(chuàng)新和技術(shù)突破，為我國儲能技術(shù)發(fā)展作出突出貢獻。
值得一提的是，該示范工程按照全生命周期數(shù)字化要求進行“研投建營”一體化運作。在設(shè)計階段，全面應(yīng)用BIM技術(shù)進行數(shù)字化設(shè)計，在地上發(fā)電工程中開展三維協(xié)同設(shè)計，在地下儲氣工程中開展聲吶測腔、三維地震和地質(zhì)建模；在建設(shè)階段，全面應(yīng)用基建數(shù)字化管控平臺，提高管理效率，強化本質(zhì)安全，在管理上實現(xiàn)多專業(yè)全面線上辦理與流轉(zhuǎn)，在物聯(lián)上實現(xiàn)“人機料法環(huán)”全要素的智能監(jiān)測與感知；在運行階段，全面開展DCS、生產(chǎn)SIS、生產(chǎn)MIS的一體化集成，實現(xiàn)生產(chǎn)全過程數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、控制和趨勢分析，確保電站經(jīng)濟、安全、高效、綠色和穩(wěn)定運行。
“中國能建數(shù)科集團以壓縮空氣儲能項目和新型數(shù)字產(chǎn)業(yè)為依托和抓手，積極推動新能源與儲能項目、數(shù)字產(chǎn)業(yè)的協(xié)同開發(fā)建設(shè)，引領(lǐng)綠色能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和能源消費低碳轉(zhuǎn)型?！敝袊芙〝?shù)科集團黨委書記、董事長萬明忠接受媒體記者采訪時說，中國能建數(shù)科集團提出了“數(shù)字化+科技型+新儲能”的發(fā)展路徑，瞄向“低成本、高效率、大容量”的新型儲能技術(shù)，致力于“新能源+新儲能”的項目開發(fā)模式，以新型數(shù)字產(chǎn)業(yè)協(xié)同新能源項目開發(fā)。
構(gòu)建以鹽穴儲能、抽水蓄能為支撐，電化學(xué)儲能、制氫儲能、儲熱儲氣為輔的多元儲能系統(tǒng)，形成以長時儲能為中心的大型儲能電站群，服務(wù)電網(wǎng)調(diào)峰填谷、新能源消納、電力安全保障等硬任務(wù)。
在電源側(cè)，壓縮空氣儲能可以有效解決以風(fēng)、光為主的新型電力系統(tǒng)存在的波動性和間歇性等問題，提升可再生能源消納能力；在電網(wǎng)側(cè)，大型壓縮空氣儲能電站提供調(diào)頻調(diào)峰、無功調(diào)節(jié)、旋轉(zhuǎn)備用、應(yīng)急電源、黑啟動等電力輔助服務(wù)；在用戶側(cè)，壓縮空氣儲能可用作企業(yè)自備電廠，提供能量轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)臉屑~，實現(xiàn)電能削峰填谷，降低企業(yè)的用電成本。
“目前針對壓縮空氣儲能電站的相關(guān)電價政策不明確，湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程主要承擔(dān)新能源消納及電網(wǎng)調(diào)峰任務(wù)，各項性能指標(biāo)與效率接近抽水蓄能電站，希望參照抽水蓄能電站給予電價政策支持。”萬明忠說，作為國內(nèi)首臺300兆瓦級壓縮空氣儲能項目，希望納入湖北省新型儲能示范試點項目，配置部分風(fēng)電光伏等新能源指標(biāo)，配套建設(shè)新能源場站，更好地發(fā)揮項目示范意義與作用。
