目前，我國(guó)水電、風(fēng)電、光伏累計(jì)裝機(jī)規(guī)模均居世界首位，在缺少綠色儲(chǔ)能系統(tǒng)配合的情況下，棄水、棄風(fēng)、棄光狀況依舊存在，清潔能源的綜合利用率亟需提高。從我國(guó)能源供給形式來(lái)看，在能源互聯(lián)的大趨勢(shì)下，突破新能源電力當(dāng)前的發(fā)展瓶頸尤為關(guān)鍵，儲(chǔ)能作為推動(dòng)未來(lái)新能源發(fā)展的前瞻性技術(shù)，將在新能源革命中發(fā)揮顛覆性的作用。
清華大學(xué)電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室盧強(qiáng)院士團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的科研和工程實(shí)踐，已成功創(chuàng)新開(kāi)發(fā)了安徽蕪湖、青海大學(xué)、江蘇常州等多個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)是利用電網(wǎng)低谷、棄風(fēng)、棄水、棄光的電能壓縮空氣，制造并以100~120個(gè)大氣壓的高壓空氣進(jìn)行存儲(chǔ)，將電能轉(zhuǎn)化為空氣內(nèi)能，在需要時(shí)再將壓縮空氣釋放，推動(dòng)膨脹機(jī)做功，重新轉(zhuǎn)化成電能。
▲ 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)原理
該系統(tǒng)采用壓縮熱代替燃料補(bǔ)燃，結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單，不僅消除了對(duì)燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)了零碳排放，同時(shí)還可以利用壓縮熱和透平的低溫排氣對(duì)外供暖和供冷，具備冷熱電三聯(lián)供的能力，系統(tǒng)綜合效率較高。電換電儲(chǔ)能效率可達(dá)60%以上，空氣透平直聯(lián)高速發(fā)電機(jī)，通過(guò)先進(jìn)的電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)壓及精確快速響應(yīng)控制，達(dá)到廢電精用的目的。
該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于廢棄煤礦巷道、鹽穴、管線鋼儲(chǔ)氣庫(kù)等不同形式的高壓氣體儲(chǔ)存空間，以壓縮空氣儲(chǔ)能為主體的微能源網(wǎng)將為全國(guó)煤炭資源枯竭型城市提供具有革命性的轉(zhuǎn)型方案；該系統(tǒng)還可應(yīng)用于駐軍的島礁，配合光伏、風(fēng)力等新能源發(fā)電，空氣壓縮時(shí)產(chǎn)生熱能可用于供暖，系統(tǒng)在發(fā)電時(shí)產(chǎn)生冷風(fēng)，可用以水果、蔬菜保鮮，實(shí)現(xiàn)島礁的電熱冷三聯(lián)供。
▲ 大同云岡礦廢棄煤礦巷道儲(chǔ)能電站項(xiàng)目
廢棄礦井是一種優(yōu)良的儲(chǔ)氣場(chǎng)所，具備承壓能力強(qiáng)、建設(shè)成本低、使用壽命長(zhǎng)、儲(chǔ)氣容量大等優(yōu)點(diǎn)，將廢棄礦井用作壓縮空氣儲(chǔ)能的地下儲(chǔ)氣洞庫(kù)，可以有效地破解目前礦區(qū)傳統(tǒng)式、低水平、不可持續(xù)的關(guān)停并轉(zhuǎn)升級(jí)難題。大同云岡礦廢棄煤礦巷道儲(chǔ)能電站項(xiàng)目已于2020年8月正式開(kāi)工建設(shè)，項(xiàng)目建成后可實(shí)現(xiàn)年發(fā)電量1.32億度電，可節(jié)約標(biāo)煤13.16萬(wàn)噸。
大同云岡礦儲(chǔ)能電站項(xiàng)目作為全國(guó)首個(gè)基于廢棄煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，將是顛覆新能源系統(tǒng)出力特性的重大變革，是大量廢棄礦井創(chuàng)新型再利用的新嘗試，是助力零碳電力網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)能源革命創(chuàng)新性發(fā)展的突破口，對(duì)山西乃至全國(guó)能源發(fā)展變革具有重大意義。目前，該技術(shù)已廣泛布局山西、內(nèi)蒙、河北等地。
未來(lái)，啟迪清潔能源將高度踐行“一腦一鏈四網(wǎng)”戰(zhàn)略思想，持續(xù)打造以壓縮空氣儲(chǔ)能為核心的零碳電力網(wǎng)，通過(guò)風(fēng)、光、生物質(zhì)等清潔能源替代火電，構(gòu)建風(fēng)光儲(chǔ)一體化的電力系統(tǒng)，布局零碳電力網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈，從真正意義上推進(jìn)能源革命的高效進(jìn)程。
