創多項世界之最!山東超級“空氣充電寶”煉成記

　　你聽說過“空氣充電寶”嗎?日前，全球規模最大先進壓縮空氣儲能項目在山東肥城首次并網發電成功，每年可以發電約6億度，為100萬居民提供高質量的電能。從技術空白到全球領先，山東超級“空氣充電寶”到底是如何煉成的?

　　山東超級“空氣充電寶” 創多項世界之最

　　4月30日，國際上規模最大、效率最高、性能最優、成本最低且具有完全自主知識產權的300MW/1800MWh先進壓縮空氣儲能國家示范電站項目在山東肥城并網發電，這標志著全球壓縮空氣儲能電站正式邁入300兆瓦級單機商業化新時代。

　　據悉，這一新型壓縮空氣儲能電站充滿電需要8個多小時，儲1度電最終能放出0.72度電，可連續放電6小時，年發電量可達6億度，在用電高峰可為100萬居民提供電力保障。

　　近日，中國科學院工程熱物理研究所所長、研究員陳海生向齊魯晚報·齊魯壹點記者介紹，該電站采用中國科學院工程熱物理研究所自主研發的先進壓縮空氣儲能技術，研發團隊突破了300MW級壓縮空氣儲能系統全套核心關鍵技術，攻克了多級寬負荷壓縮機和多級高負荷透平膨脹機技術、高效超臨界蓄熱換熱器技術、系統全工況優化設計與集成控制技術，創造性研制出300MW多級高負荷透平膨脹機、多級寬負荷組合式壓縮機和高效緊湊式蓄熱換熱器等核心裝備。系統單位成本較100MW系統下降30%以上，系統裝備自主化率達100%，實現了完全自主可控。

　　據介紹，壓縮空氣儲能是一種新型儲能技術，整個過程通過空氣的壓縮和釋放實現電能的存儲和輸出，相當于一個“超級充電寶”。在用電低谷時，利用電能將空氣壓縮到地下鹽穴中;用電高峰時，再釋放壓縮空氣進行發電。該技術可以將低質、低值的電能轉化為高質、高值的電能釋放出來，是實現“綠色電力”從發電到應用的重要環節。

　　豐富的鹽穴資源 可大幅降低建設成本

　　“山東肥城有豐富的鹽穴資源，比較適合壓縮空氣儲能的儲氣壓力。通過地下鹽穴的儲氣，可以大幅降低建設成本。”當被問起項目落地山東的原因，陳海生介紹說，“山東省是能源大省，對儲能有重大的需求。同時，山東具有很好的市場機制，整個營商環境和政策支持都非常好。”

　　為積極推動長時儲能試點應用，促進先進儲能技術規模化發展，助力構建新型電力系統，2023年7月，山東省印發了《關于支持長時儲能試點應用的若干措施》，這是國內首個支持長時儲能發展的地方性專項政策，明確提出長時儲能可享受優先接入電網、優先租賃、容量補償標準提高、減免輸配電價等優惠政策。“用四個月就把這個政策制定出來了，這是全國第一個。”山東省肥城市副市長、中國科學院工程熱物理研究所高級工程師周學志向記者介紹。

　　攻關壓縮空氣儲能技術 用了將近二十年

　　早在2004年，陳海生就率先開始了壓縮空氣儲能技術的研究，并組建起一支目前國內規模最大的新型壓縮空氣儲能技術研發團隊。此后，他帶領團隊一步一個腳印，實現了從基礎研究到關鍵技術到集成示范再到產業化一次又一次跨越式發展。“我們采取了從一個勝利走向另一個勝利的策略，從1千瓦到15千瓦、1.5兆瓦、10兆瓦、100兆瓦，現在做到300兆瓦。”談起壓縮空氣儲能技術的發展歷程，陳海生頗有感觸，“圍繞這一項技術，我們前前后后用了將近二十年。”

　　當被問到未來的發展方向，陳海生說：“國家的重大需求就是我們的工作方向，現在我們逐漸從跟跑走向了和國際最前沿的科技并跑，未來我們有可能要引領，我們能做的或者說我們必須做好的只有創新、創新、再創新，只有創新才能夠實現高水平科技自立自強。”

　　目前，山東肥城國際首套300MW/1800MWh先進壓縮空氣儲能國家示范電站按照電網調度措施，正在開展發電試運，試運結束后，將轉入正式商業運行。

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　　地下鹽穴何以變身“超級充電寶”?

　　鹽穴是鹽礦開采后的廢棄礦洞，通常位于地下近千米，容積可達數十萬立方米，且穴壁夯實，耐得住高壓。即便腔體產生裂縫，天然礦鹽遇水融化再凝固后，裂縫很快就會自愈，這使得鹽穴具備良好密閉性和自愈性，可用于儲存高壓空氣、天然氣、石油和氫氣等能源。以往鹽礦采空后，常規處理方式是對老井進行注水封堵，防止發生地面塌陷等事故，未能實現綜合利用。

　　近年來，隨著新能源的快速發展，電力系統對調節能力的需求日益增大，新型儲能的重要性愈發凸顯，而利用鹽穴儲能則成為目前最合適的儲能形式之一。你是不是很好奇地下鹽穴何以變身超級“空氣充電寶”?其原理并不復雜，當電力過剩時，將空氣壓縮儲存到足夠大的腔體里，可將電能轉化為壓縮空氣勢能。當需要用電時，高壓空氣經過加熱，進入膨脹機變成常壓空氣，在此過程中帶動發電機發電，空氣壓縮勢能即可轉化成電能輸出。

　　作為新型儲能典型代表，壓縮空氣儲能技術是目前除了抽水蓄能外最為成熟的物理儲能技術之一，也是一種極具發展前景的大規模清潔物理儲能技術。

　　齊魯晚報·齊魯壹點記者 時海俠