藏電於(yu) 氣，綠色低碳，江蘇常州金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站——

　　賦能地下鹽穴 助力高效用能（經濟聚焦·一線看儲(chu) 能②）

　　用電低穀時壓縮空氣，存儲(chu) 在地下；用電高峰時釋放空氣，每小時能發電6萬(wan) 千瓦時。在江蘇常州金壇區，依托“非補燃”技術，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站全年可節約標準煤3萬(wan) 噸，減少二氧化碳排放超6萬(wan) 噸，並為(wei) 江蘇電網提供±6萬(wan) 千瓦調峰能力。

　　用電池蓄能，用水庫發電，似乎並不稀奇，但你是否知道，我們(men) 身邊看不見也摸不著的空氣，也有同樣的功能？在江蘇省常州市金壇區的茅山腳下，就有一個(ge) 由鹽穴改造的大型“充電寶”——金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站。作為(wei) 空氣儲(chu) 能領域的國家試驗示範項目，2022年5月26日，這個(ge) “非補燃”壓縮空氣儲(chu) 能電站正式投產(chan) 。

　　壓縮空氣如何實現儲(chu) 能和放電？如何發揮價(jia) 值？有哪些發展前景？記者帶你一起來揭秘。

　　儲(chu) 能效果如何？

　　每小時能發電6萬(wan) 千瓦時

　　“丁零零——”1月28日8時56分，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站的集控室內(nei) ，一陣電話鈴聲響起。當班值長袁爾聰接起電話，電話那頭是國家電網江蘇電力公司調度中心的指令：要求電站1號機組於(yu) 9時32分準時並網調峰。然而此時，電站內(nei) 並沒有電——它以另外兩(liang) 種能量形式儲(chu) 存在空氣和儲(chu) 熱介質中。

　　“前一天21時許，正是用電低穀期，電網有富餘(yu) 的電量，我們(men) 就開始給‘充電寶’充電。”中鹽華能儲(chu) 能科技有限公司綜合事務部主任韓月峰介紹，這個(ge) 過程好比給氣球打氣——地下900多米深處的巨大鹽穴是“氣球”，用電帶動的空氣壓縮機就是“打氣筒”，將1個(ge) 標準大氣壓的空氣壓縮為(wei) 140個(ge) 標準大氣壓的高壓空氣。

　　壓縮空氣的過程中，空氣溫度會(hui) 增加到300多攝氏度。為(wei) 了保證係統運行的安全，需要將高溫高壓空氣冷卻到40攝氏度左右的常溫高壓空氣。這些熱量並沒有被浪費掉，而是被換熱器“取”出來儲(chu) 存在導熱油之中，存放在地麵上的大型高溫導熱油罐裏。就這樣，經過夜間“充電”，電能被轉化為(wei) 空氣勢能和熱能。

　　接到調令電話後，集控室裏的工作人員立即忙碌起來。他們(men) 要做的，是讓空氣勢能與(yu) 熱能“再度結合”，重新轉化為(wei) 電能，在用電高峰期供居民使用。

　　在縱橫分布著各類管道的現場，工人們(men) 先給換熱器預熱，然後打開鹽穴井口控製閥。瞬間，近140個(ge) 標準大氣壓的高壓氣體(ti) 從(cong) 地底深處的鹽穴奔湧而出，在換熱器內(nei) 由導熱油加熱到300多攝氏度，成為(wei) 高溫高壓空氣，驅動空氣透平膨脹機衝(chong) 轉，通過軸承帶動發電機轉動——電，又從(cong) 空氣中“重生”了。

　　9時32分，電站1號發電機組準時並入電網開始發電；10分鍾後，發電機組達到60兆瓦的滿負荷運轉狀態；14時30分，發電機組解列，發電作業(ye) 順利完成。

　　“在用電低穀時把空氣壓縮，存儲(chu) 在地下鹽穴，完成一次充電的周期為(wei) 8小時；在用電高峰時，釋放高壓空氣，每小時能發電6萬(wan) 千瓦時，可以連續發電5個(ge) 小時，發電量可達30萬(wan) 千瓦時。”韓月峰介紹。

　　具有哪些創新？

　　采用“非補燃”技術，電能轉換更環保

　　由中鹽集團、中國華能集團和清華大學三方共建的金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站，可為(wei) 江蘇電網提供±6萬(wan) 千瓦調峰能力。電站投產(chan) 後不久，江蘇迎來了炎熱夏季。電站在7、8月間響應約40次調峰指令，其中8月份連續響應23天，甚至一天內(nei) 靈活切換、多次響應，為(wei) 迎峰度夏保供電貢獻了力量。

　　除此之外，近年來，隨著風、光等新能源的加速開發，江蘇可再生能源發電總裝機目前達到5354.94萬(wan) 千瓦。然而，新能源發電波動性強，在工業(ye) 大省江蘇，發電峰穀差高達50%，給電網的安全穩定運行帶來隱患，建設大規模儲(chu) 能設施尤為(wei) 必要。

　　“目前儲(chu) 能辦法有物理儲(chu) 能和化學儲(chu) 能兩(liang) 種。前者包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chu) 能、飛輪儲(chu) 能等，後者包括各種電池儲(chu) 能。”金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站項目首席科學家、清華大學電機係教授梅生偉(wei) 告訴記者，壓縮空氣儲(chu) 能電站規模大、建設快、安全環保，是新型儲(chu) 能的重要發展方向之一。

　　當然，壓縮空氣儲(chu) 能電站的建設，也需要豐(feng) 富的鹽穴資源和成熟的造腔經驗支撐，對建設環境提出了一定的要求。鹽穴，即地下鹽層被開采後留下的空腔，密封性良好且多數處於(yu) 閑置狀態，是儲(chu) 存高壓空氣的理想場所。“金壇擁有鹽穴資源約1000萬(wan) 立方米。”中鹽金壇公司鹽礦礦長徐孜俊介紹，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站使用的茅八井鹽穴，容積約22萬(wan) 立方米，可承受200個(ge) 標準大氣壓。

　　利用鹽穴來儲(chu) 能發電在其他國家並非沒有先例，但采取“非補燃”技術卻是國內(nei) 首創。“鹽穴的高壓空氣被釋放出來後，需要加熱膨脹產(chan) 生更大推力，此前國外已投運的電站都通過燃燒天然氣來加熱，‘補燃’過程會(hui) 產(chan) 生碳排放。”梅生偉(wei) 介紹，金壇項目將壓縮空氣過程中產(chan) 生的熱能儲(chu) 存起來，發電時再將熱能釋放，將電能轉換效率提升至60%以上。據測算，該項目全年可節約標準煤3萬(wan) 噸，減少二氧化碳排放超6萬(wan) 噸。

　　發展空間怎樣？

　　建設成本將隨技術不斷成熟大幅降低

　　記者看到，在金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站附近，還留有大片建設用地。據了解，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能二期項目規模計劃400兆瓦，三期項目規模預計1000兆瓦。

　　“鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能是個(ge) 綜合能源係統。”梅生偉(wei) 認為(wei) ，鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能未來的產(chan) 業(ye) 化、商業(ye) 化前景，取決(jue) 於(yu) 兩(liang) 大方麵——降低建設成本、提高電能轉換效率，說到底就是技術創新。

　　“比如，大流量高溫壓縮機、大功率熱交換設備、透平膨脹機等關(guan) 鍵設備的研製都需要從(cong) 零開始，和廠家技術人員邊研究邊開發。”梅生偉(wei) 告訴記者，從(cong) 項目立項到正式投產(chan) ，金壇鹽穴壓縮空氣儲(chu) 能電站曆經10年研發、兩(liang) 年建設。在這個(ge) 過程中，關(guan) 鍵設備實現100%國產(chan) 化，申請專(zhuan) 利百餘(yu) 項。“目前的建設成本約為(wei) 7000元/千瓦，但隨著技術的不斷成熟，未來的建設成本會(hui) 大幅降低。”

　　梅生偉(wei) 介紹，在提高效率方麵，研發團隊正在嚐試“雙管齊下”：一是目前的儲(chu) 熱技術采用導熱油，屬於(yu) 中溫儲(chu) 熱，如果未來采用熔融鹽實現高溫儲(chu) 熱，電能轉換效率有望從(cong) 60%提高到70%；二是鹽穴儲(chu) 氣屬於(yu) 定容儲(chu) 氣，充放氣過程中壓力一直在變化，影響設備運行效率，正在研發中的定壓儲(chu) 氣技術將實現恒壓充氣和放氣，進一步提高係統電能轉換效率。

　　規模發展的另一支撐是電價(jia) 政策。國家發展改革委和國家能源局聯合發布的《關(guan) 於(yu) 進一步推動新型儲(chu) 能參與(yu) 電力市場和調度運用的通知》，從(cong) 電價(jia) 、交易及調度機製等方麵對新型儲(chu) 能參與(yu) 電力市場與(yu) 調度運營做出規定。“目前電站的電價(jia) 政策還在研究之中，各級主管部門對項目也都非常支持。”梅生偉(wei) 告訴記者，清華大學參與(yu) 的8座共1350兆瓦壓縮空氣儲(chu) 能電站，即將在兩(liang) 年內(nei) 陸續建成投用。“相信隨著建設成本和轉換效率的不斷優(you) 化，以及價(jia) 格體(ti) 係的持續完善，會(hui) 有更多的機構和地方參與(yu) 到壓縮空氣儲(chu) 能電站的建設中，為(wei) 新能源高質量發展創造更多有利條件。”

　　版式設計：張丹峰