中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月9日，由中國(guó)能建數(shù)科集團(tuán)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“數(shù)科集團(tuán)”）和國(guó)網(wǎng)湖北綜能共同投資的世界首臺(tái)（套）300MW級(jí)壓氣儲(chǔ)能電站——湖北應(yīng)城300MW/1500MWh壓氣儲(chǔ)能電站示范工程（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“應(yīng)城項(xiàng)目”）首次并網(wǎng)一次成功，標(biāo)志著全球壓氣儲(chǔ)能電站由此邁入“300MW級(jí)”單機(jī)商業(yè)化新時(shí)代。
“應(yīng)城項(xiàng)目在壓氣儲(chǔ)能領(lǐng)域創(chuàng)造了單機(jī)功率、儲(chǔ)能規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率3項(xiàng)世界領(lǐng)先；打造了壓氣儲(chǔ)能系統(tǒng)示范、核心裝備自主化示范、綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范、精品工程示范、全產(chǎn)業(yè)鏈全過(guò)程數(shù)智化示范、鹽穴綜合利用成套技術(shù)示范6個(gè)行業(yè)示范，以及數(shù)十項(xiàng)國(guó)際首創(chuàng)、首次突破，核心技術(shù)裝備實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化?！睌?shù)科集團(tuán)黨委書(shū)記、董事長(zhǎng)萬(wàn)明忠表示，應(yīng)城項(xiàng)目成功并網(wǎng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)從“0到1”的重大突破，驗(yàn)證了大容量、高效率、超長(zhǎng)時(shí)《中國(guó)能建壓氣儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案》的可靠性、創(chuàng)新性和領(lǐng)先性，彰顯全球領(lǐng)跑地位。數(shù)科集團(tuán)統(tǒng)籌推動(dòng)“科技創(chuàng)新+工程化實(shí)踐”雙向發(fā)力，以培育和打造新質(zhì)生產(chǎn)力為戰(zhàn)略著力點(diǎn)，持續(xù)引領(lǐng)我國(guó)新型長(zhǎng)時(shí)壓氣儲(chǔ)能工程化水平再攀新高峰。
走在世界前列，打造壓氣儲(chǔ)能電站標(biāo)桿
應(yīng)城項(xiàng)目位于湖北省應(yīng)城市，利用云應(yīng)地區(qū)廢棄鹽礦洞穴為儲(chǔ)氣庫(kù)，打造一個(gè)超級(jí)“充電寶”——單機(jī)功率達(dá)300MW級(jí)，儲(chǔ)能容量達(dá)1500MWh，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%，每天蓄能8小時(shí)、釋能5小時(shí)，年均發(fā)電約5億千瓦時(shí)，相當(dāng)于以空氣為介質(zhì)，轉(zhuǎn)化的電量可以滿(mǎn)足75萬(wàn)居民一年的用電需求，可有效應(yīng)對(duì)新能源發(fā)電的波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性，為湖北省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和省內(nèi)新能源消納發(fā)揮重要作用。
壓氣儲(chǔ)能的原理是利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣，將其儲(chǔ)藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰釋放出來(lái)驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。近年來(lái)，我國(guó)壓氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程明顯加速，相關(guān)技術(shù)經(jīng)歷了從無(wú)到有、從弱到強(qiáng)、從跟跑到領(lǐng)跑的發(fā)展轉(zhuǎn)變，國(guó)內(nèi)1.5MW、10MW 、100MW級(jí)壓氣儲(chǔ)能項(xiàng)目陸續(xù)投運(yùn)且規(guī)模持續(xù)“升級(jí)”，研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程已處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
中國(guó)能建率先開(kāi)展規(guī)模為300MW級(jí)壓氣蓄能，是基于怎樣的考慮？“該規(guī)模與目前我國(guó)電源主力裝機(jī)結(jié)構(gòu)的火電機(jī)組容量相近，在逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有燃煤機(jī)組替代中，發(fā)電機(jī)、廠房、外送等資源可繼續(xù)利用?！比f(wàn)明忠表示，按照既往經(jīng)驗(yàn)，推進(jìn)300MW、600MW、1000MW各級(jí)機(jī)組穩(wěn)步發(fā)展，符合電力技術(shù)的升級(jí)規(guī)律，將是我國(guó)壓氣蓄能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的有效路徑。
“作為國(guó)家能源電力和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的‘排頭兵’，中國(guó)能建聚力研發(fā)推廣壓氣儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案是為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)而進(jìn)行的一項(xiàng)重大工程化實(shí)踐?！比f(wàn)明忠指出，中國(guó)能建承擔(dān)了我國(guó)90%以上的電力勘測(cè)、設(shè)計(jì)、科研和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)，全環(huán)節(jié)具備“硬核”專(zhuān)業(yè)能力。而壓氣儲(chǔ)能的發(fā)電原理和各分系統(tǒng)與火電相似，只是將燃料從“燃煤”變成“高壓空氣”，技術(shù)資源可快速切換到壓氣儲(chǔ)能領(lǐng)域。
“目前世界上大部分已投運(yùn)的鹽穴型壓氣儲(chǔ)能電站都需要燒煤或天然氣來(lái)加熱空氣，這個(gè)過(guò)程叫做‘補(bǔ)燃’，不可避免會(huì)產(chǎn)生污染排放以及造成壓縮熱的損失。該項(xiàng)目利用‘非補(bǔ)燃’技術(shù)，將空氣壓縮過(guò)程中產(chǎn)生的熱量進(jìn)行回收再利用，沒(méi)有任何燃燒、排放，集全綠色、非補(bǔ)燃、高效率、低成本于一體，將成為世界壓氣儲(chǔ)能電站的標(biāo)桿?！?萬(wàn)明忠說(shuō)。
聚合尖端力量，勇當(dāng)產(chǎn)業(yè)鏈“鏈長(zhǎng)”
成功并網(wǎng)的背后是數(shù)科集團(tuán)在自主創(chuàng)新方面的不懈探索。
地上工程決定好壞，地下工程決定成敗，深地儲(chǔ)氣庫(kù)是壓氣儲(chǔ)能工程的決定性因素。據(jù)悉，應(yīng)城項(xiàng)目鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)地質(zhì)條件復(fù)雜，大口徑注采井鉆完井難度大。數(shù)科集團(tuán)深地技術(shù)科研團(tuán)隊(duì)與中科院武漢巖土所楊春和院士團(tuán)隊(duì)、中石油系統(tǒng)內(nèi)多個(gè)單位深度協(xié)同，經(jīng)過(guò)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與實(shí)驗(yàn)論證，不斷優(yōu)化鹽穴利用方案、鉆井工程系統(tǒng)方案，成功攻克復(fù)雜鹽穴空間高效利用成套技術(shù)、數(shù)智化選址技術(shù)，掌握國(guó)際首創(chuàng)技術(shù)、制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20余項(xiàng)，打造了一系列國(guó)際尖端技術(shù)和配套產(chǎn)品包。尤其是，在世界范圍內(nèi)首次成功應(yīng)用鹽穴沉渣空間儲(chǔ)氣，首創(chuàng)國(guó)內(nèi)最大口徑注采井方案，大幅提高了鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，也降低了工程造價(jià)和縮短了建設(shè)工期。
壓氣儲(chǔ)能是一項(xiàng)多學(xué)科交叉、多過(guò)程耦合的系統(tǒng)工程，在壓縮膨脹設(shè)備、儲(chǔ)換熱及發(fā)電機(jī)等核心裝備上存在較高技術(shù)壁壘?！拔覀儑@大功率、大容量、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能空氣壓縮/膨脹機(jī)組工藝設(shè)計(jì)、材料研發(fā)、快速加載控制策略等‘卡脖子’問(wèn)題，攻克了大型軸向進(jìn)氣、下排氣、寬負(fù)荷工況頻繁啟停的軸流壓縮機(jī)關(guān)鍵技術(shù)，提出了壓縮機(jī)組軸流+離心的配置方案。研制了世界首臺(tái)容量最大、性能最優(yōu)的非補(bǔ)燃式壓縮空氣膨脹機(jī)設(shè)備，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白?！比f(wàn)明忠表示，中國(guó)能建始終堅(jiān)持“戰(zhàn)略是引擎、科研是先導(dǎo)、設(shè)計(jì)是龍頭、設(shè)備是關(guān)鍵、建設(shè)是基礎(chǔ)、數(shù)智是基座”的工作方針，以系統(tǒng)觀念、工程化思維謀篇布局，勇當(dāng)產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)，聯(lián)合行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、裝備龍頭企業(yè)，以及高校、科研院所緊密合作，打造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，發(fā)揮“研投建營(yíng)數(shù)”一體化優(yōu)勢(shì)，矢志鍛造全世界最好的壓氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，帶動(dòng)全球壓氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。
科技創(chuàng)新能力有目共睹。應(yīng)城項(xiàng)目入選國(guó)家級(jí)第三批能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備、新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目、綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范項(xiàng)目，儲(chǔ)能系統(tǒng)膨脹機(jī)、壓縮機(jī)被評(píng)為2023年能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果。萬(wàn)明忠指出，中國(guó)能建秉持“全自主化、全產(chǎn)業(yè)鏈、全國(guó)產(chǎn)化、全開(kāi)放式”合作理念，形成了一套技術(shù)自主可控、全產(chǎn)業(yè)鏈高效協(xié)同、兼顧效率和投資的大規(guī)模壓氣儲(chǔ)能的“能建方案”。
規(guī)模化進(jìn)程提速，分享長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)展機(jī)遇
隨著可再生能源滲透率逐步提升，光伏和風(fēng)電等可再生能源發(fā)電“時(shí)間+空間”錯(cuò)配問(wèn)題愈發(fā)凸顯，進(jìn)一步催生電力系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能調(diào)度需求。
在碳達(dá)峰碳中和背景下，新能源裝機(jī)及發(fā)電量占比將大幅提升。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能作為支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的“壓艙石”“穩(wěn)定器”，是碳中和時(shí)代的必然選擇。壓氣儲(chǔ)能是一項(xiàng)能夠?qū)?biāo)抽水蓄能的長(zhǎng)時(shí)物理儲(chǔ)能技術(shù)。相對(duì)于后者，壓氣儲(chǔ)能具有環(huán)境友好、建設(shè)周期短、選址靈活等特點(diǎn)。其建設(shè)周期為2年左右，遠(yuǎn)低于抽水蓄能6—8年，可利用自然鹽穴、人工硐室、廢棄洞穴進(jìn)行選址儲(chǔ)氣，便于在負(fù)荷中心、風(fēng)光大基地附近布局，可與分布式新能源緊密結(jié)合，尤其是在沙戈荒地區(qū)可形成對(duì)抽水蓄能的有益補(bǔ)充或部分替代。
萬(wàn)明忠指出，中國(guó)能建率先開(kāi)展300MW級(jí)壓氣儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)和工程化布局，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)從“0到1”的工程化突破，正加速邁向“1到100”產(chǎn)業(yè)化躍升。
“我們圍繞沙戈荒、海上風(fēng)電、風(fēng)光儲(chǔ)等大型新能源基地，廣泛布局了一大批壓氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，正在開(kāi)發(fā)和建設(shè)的項(xiàng)目有50余個(gè)?！比f(wàn)明忠介紹，下一步，數(shù)科集團(tuán)將在示范工程帶動(dòng)下，著眼電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能、新能源基地綠電外送、火電低碳改造、深地空間綜合利用等應(yīng)用場(chǎng)景，持續(xù)推動(dòng)壓氣儲(chǔ)能向更大容量、更高效率、更長(zhǎng)時(shí)方向進(jìn)行技術(shù)革新和工程化落地，進(jìn)一步促進(jìn)“科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)”加速融合，帶動(dòng)萬(wàn)億級(jí)規(guī)模增量市場(chǎng)。
