中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在“碳達(dá)峰、碳中和”的浪潮中，風(fēng)電、太陽(yáng)能等新能源正成為主導(dǎo)力量，在實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型的同時(shí)，也深刻顛覆了電力系統(tǒng)穩(wěn)定特性和運(yùn)行模式。為應(yīng)對(duì)新能源隨機(jī)性、波動(dòng)性、安全支撐弱等特性帶來(lái)的挑戰(zhàn)，新型儲(chǔ)能成為促進(jìn)新能源更大規(guī)模發(fā)展、夯實(shí)新型電力系統(tǒng)安全底座的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
為滿足電力系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)大容量、高安全性及綠色環(huán)保儲(chǔ)能技術(shù)的需求，清華大學(xué)梅生偉教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)15年孜孜不倦的探索與攻堅(jiān)，率先提出了非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)路線，并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化工程實(shí)踐零突破，推動(dòng)了壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)形成與壯大。
而依托該團(tuán)隊(duì)核心技術(shù)成長(zhǎng)的佑賽科技，打造了非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化的清華創(chuàng)業(yè)“天團(tuán)”，成為國(guó)內(nèi)唯一擁有核心工藝包，具備百萬(wàn)千瓦級(jí)別壓縮空氣儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)－集成－建設(shè)能力的領(lǐng)軍企業(yè)。
技術(shù)革新，保持領(lǐng)先的核心動(dòng)能
儲(chǔ)能技術(shù)是新型電力系統(tǒng)的重要支撐，它不僅能夠解決新能源并網(wǎng)帶來(lái)的電力失衡問(wèn)題，還能顯著提升電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)因其高效穩(wěn)定、容量大、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)成為支撐高比例新能源接入新型電力系統(tǒng)最有效的儲(chǔ)能方式之一。而壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)涉及到復(fù)雜的熱力、電氣和機(jī)械過(guò)程，涵蓋空氣壓縮、高效換熱、多介質(zhì)儲(chǔ)熱、高壓儲(chǔ)氣及透平發(fā)電等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，需要協(xié)同溫度、壓力、流量等多種參數(shù)的控制，技術(shù)挑戰(zhàn)巨大。
2011年，通過(guò)對(duì)當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)外天然氣補(bǔ)燃式、液態(tài)空氣和超臨界三種壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的綜合分析，盧強(qiáng)院士、梅生偉教授首次提出了基于壓縮熱回饋的非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)路線。此后，梅生偉教授帶領(lǐng)電-熱-氣-機(jī)-地多學(xué)科交叉團(tuán)隊(duì)持續(xù)10余年攻關(guān)，研發(fā)了寬工況高效壓縮、耐高壓低熱阻蓄換熱、大容量低成本儲(chǔ)氣及寬滑壓空氣透平發(fā)電等關(guān)鍵技術(shù)。主持研制非穩(wěn)態(tài)壓縮機(jī)、低?損換熱器、多元儲(chǔ)氣庫(kù)和寬工況空氣透平等核心裝備。創(chuàng)建大容量壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)安全控制及儲(chǔ)網(wǎng)協(xié)同控制方法，研發(fā)壓縮空氣儲(chǔ)能電站控制系統(tǒng)，形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的完備技術(shù)體系。
在梅生偉教授的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化方面先后創(chuàng)造了多個(gè)“世界第一”：2014年，團(tuán)隊(duì)在安徽蕪湖建立全球首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能工業(yè)電站；2022年，建成全球首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站——國(guó)家儲(chǔ)能示范工程“江蘇金壇60MW/300MWh鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站”，電－電效率62.38%，國(guó)際領(lǐng)先，累計(jì)充/放電1300余次，位列并網(wǎng)壓縮空氣儲(chǔ)能電站第一，為壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的廣泛應(yīng)用開(kāi)辟了新紀(jì)元；2025年，團(tuán)隊(duì)建成全球首個(gè)高寒地區(qū)人工硐室型寬滑壓壓縮空氣儲(chǔ)能電站，同時(shí)啟動(dòng)了全球首個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)別壓縮空氣儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)與建設(shè)。截止目前，梅生偉教授作為首席科學(xué)家支撐建成壓縮空氣儲(chǔ)能電站9座，在建12座，可增加調(diào)節(jié)能力5200MW/25700MWh。
梅生偉教授主要因上述貢獻(xiàn)榮獲2022年首屆高景德科技成就獎(jiǎng)（全國(guó)僅2人）、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)技術(shù)發(fā)明特等獎(jiǎng)（學(xué)會(huì)創(chuàng)會(huì)42年來(lái)首個(gè)特等獎(jiǎng)）及2023年何梁何利科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)（區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)），并應(yīng)邀在何梁何利高峰論壇作壓縮空氣儲(chǔ)能主旨報(bào)告。相關(guān)成果還入選了中宣部、發(fā)改委“奮進(jìn)新時(shí)代”主題成就展，中國(guó)科協(xié)“科創(chuàng)中國(guó)”先導(dǎo)技術(shù)榜優(yōu)秀成果。
創(chuàng)新永無(wú)止境。目前，梅生偉教授帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)正在研究大規(guī)模柔性壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，挖掘壓縮空氣儲(chǔ)能在礦井、水下等新型應(yīng)用場(chǎng)景的靈活儲(chǔ)氣方式，提出抽蓄耦合壓儲(chǔ)、火電耦合壓儲(chǔ)、水下柔性壓儲(chǔ)等新一代壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，大幅提升壓縮空氣儲(chǔ)能電站選址、運(yùn)行及配置的靈活性，加快推動(dòng)壓縮空氣儲(chǔ)能的規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。同時(shí)，創(chuàng)新性地提出安全高效的大規(guī)模地質(zhì)儲(chǔ)氫技術(shù)，發(fā)明了儲(chǔ)氫洞室優(yōu)化設(shè)計(jì)和安全評(píng)價(jià)及調(diào)控技術(shù)，初步形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的地質(zhì)儲(chǔ)氫技術(shù)體系。目前，他作為中鹽鹽穴公司首席科學(xué)家和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，正在領(lǐng)導(dǎo)建設(shè)世界首座基于對(duì)偶鹽穴的超大容量恒壓儲(chǔ)氫庫(kù)。他的上述工作有力支撐了我國(guó)大規(guī)模儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。
十年磨劍，厚積薄發(fā)的產(chǎn)業(yè)龍頭
科技創(chuàng)新最終需要通過(guò)產(chǎn)業(yè)化落地來(lái)檢驗(yàn)其市場(chǎng)價(jià)值。在梅生偉教授帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì)完成從0-1的原始技術(shù)突破的同時(shí)，2011年即安排其學(xué)生陳任峰博士創(chuàng)立了安徽佑賽科技有限公司，開(kāi)啟了產(chǎn)學(xué)研合作的新征程，聯(lián)合清華大學(xué)等單位承擔(dān)多個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，并出資5000萬(wàn)元成立清華大學(xué)（電機(jī)系）-安徽佑賽科技有限公司柔性壓縮空氣儲(chǔ)能聯(lián)合研究中心。目前，佑賽科技已擁有壓縮空氣儲(chǔ)能成套解決方案研發(fā)能力和百萬(wàn)千瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)與建設(shè)實(shí)力，是國(guó)家級(jí)專精特新“小巨人”企業(yè)，成為壓縮空氣儲(chǔ)能行業(yè)的佼佼者。
（1）深耕重點(diǎn)市場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)1-10的發(fā)展
2023年，內(nèi)蒙古第一批新型獨(dú)立儲(chǔ)能示范，佑賽科技總計(jì)獲得46萬(wàn)千瓦/184萬(wàn)千瓦時(shí)的壓縮空氣儲(chǔ)能建設(shè)指標(biāo)，占同批次新型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的15%。2024年，在內(nèi)蒙古大型儲(chǔ)能示范中，總計(jì)獲得210萬(wàn)千瓦/1050萬(wàn)千瓦時(shí)建設(shè)指標(biāo)（卓資項(xiàng)目和西烏項(xiàng)目），在同批次電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能中占比30%，總投資超過(guò)150億元。卓資項(xiàng)目和西烏項(xiàng)目均于今年6月30日前全部開(kāi)工，是全球僅有的兩座開(kāi)工建設(shè)的百萬(wàn)千瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能電站。
（2）全國(guó)布局，實(shí)現(xiàn)10-100的拓展
2025年佑賽科技全面服務(wù)各?。▍^(qū)）新型電力系統(tǒng)發(fā)展，根據(jù)地質(zhì)、接入系統(tǒng)以及市場(chǎng)環(huán)境等條件實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)開(kāi)發(fā)，目前已在內(nèi)蒙古、新疆、四川、青海、河南等地成功申報(bào)六個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，總裝機(jī)容量達(dá)300萬(wàn)千瓦。
（3）持續(xù)推動(dòng)技術(shù)革新和成本下降
接下來(lái)，梅生偉教授帶領(lǐng)的壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)學(xué)研團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)依托先發(fā)優(yōu)勢(shì)，在以下幾方面重點(diǎn)推進(jìn)：一是加強(qiáng)工藝迭代，快速加大壓縮空氣儲(chǔ)能在電網(wǎng)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能的滲透率；二是推動(dòng)新能源大基地配置壓縮空氣儲(chǔ)能，發(fā)揮壓縮空氣儲(chǔ)能轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、調(diào)相功能特性，有效實(shí)現(xiàn)同步機(jī)組功能替代，打造全清潔能源大基地典型示范；三是積極推進(jìn)壓儲(chǔ)－火電耦合、壓儲(chǔ)－抽蓄耦合、水下恒壓壓儲(chǔ)等新技術(shù)、新工藝。四是通過(guò)技術(shù)革新和產(chǎn)業(yè)鏈融合，三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)成本下降30%。通過(guò)以上四方面的努力，力爭(zhēng)2030年前建成100座壓縮空氣儲(chǔ)能電站。
梅生偉教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)搶抓能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略機(jī)遇，憑借技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐，成功推動(dòng)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，打造出新能源領(lǐng)域極具潛力的“藍(lán)海賽道”，為我國(guó)能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí)貢獻(xiàn)了重要力量。
