压缩空气储能重大进展 地下盐穴成绿色“充电宝”

前言近日，世界首个非补燃压缩空气储能电站－－江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目并网试验成功！

这标志着我国新型储能技术的研发和应用取得重大进展。该电站作为压缩空气储能领域唯一国家示范项目，也是国家能源局和江苏省重点推进项目，第一期工程发电装机60兆瓦，储能容量300兆瓦时，远期建设规模1000兆瓦。

地下盐穴成了天然储气罐

所谓盐穴，即地下盐层被开采后形成的腔穴。盐穴压缩空气储能是一种利用地下盐穴储气的大容量物理储能技术，其利用低谷电能将空气压缩到盐穴中，用电高峰时再释放压缩空气发电，从而实现电网削峰填谷，提升电网调节能力和新能源消纳能力。具有容量大、寿命长、安全环保等优势，是一种极具发展前景的大规模清洁物理储能技术。

当前国际上投入商业运营的压缩空气储能系统均为补燃式，电能转换效率只有20％左右。而金坛盐穴压缩空气储能项目首次采用非补燃式压缩空气储能技术，可将电能转换效率提升至60％以上，全过程无燃烧、无排放。此次并网试验成功检验了盐穴储气、储热换热、新型空气透平发电系统所有首台套设备的科研成果，为非补燃压缩空气储能技术的商业化应用奠定了基础，是压缩空气储能技术研发和应用的重要里程碑，将为我国压缩空气储能乃至能源产业的可持续发展提供强有力支撑。

非补燃技术可实现零碳排放

近年来，随着对光伏和海上风电的大规模开发，我国新能源发电装机容量迅猛增加。以江苏为例，截至2020年底，新能源发电装机容量已突破4000万千瓦，占全省发电装机总容量的22．8％。新能源“看天吃饭”的特性使得电网易出现较大峰谷差，因而电网面临巨大的新能源消纳和电力供需平衡压力。因此，建设大规模储能发电设施，就成为构建新型电力系统，实现碳达峰、碳中和的迫切需求。

盐穴储能是通过盐穴压缩空气储能技术实现的，该技术是用电网过剩或非峰值电能将空气压缩至高压状态，并储存至地下盐穴；在高峰用电时，再将压缩空气加以释放做功发电。目前，金坛拥有地下盐穴储气库约1000万立方米，理论上可以建设发电装机超过4000兆瓦的压缩空气储能电站。

虽然压缩空气储能并非新技术，但数十年来，相关工程基本处于停滞不前的状态。压缩空气储能系统可以分为补燃式和非补燃式两类。从2011年起，清华大学卢强、梅生伟团队开始探索非补燃式技术路线。经过数年的研发、小规模试验，全套技术方案逐渐成熟起来，科研人员不满足于“制作盆景”，他们渴望建设一套商业化运行的大型压缩空气储能电站。2017年，国家能源局批准中盐集团、中国华能集团与清华大学共同实施金坛压缩空气储能项目。

此次并网试验成功验证了盐穴储气系统、储热换热系统、新型空气透平发电系统所有首台套设备的研制成果，为非补燃压缩空气储能技术的商业化应用奠定了基础，是压缩空气储能技术研发和应用的重要里程碑，将为我国压缩空气储能乃至能源产业的可持续发展提供强有力支撑。

在“中国创造”实践方面，依托清华大学非补燃压缩空气储能技术，金坛压缩空气储能项目申请专利百余项，建立了具有完全自主知识产权的技术体系；研发了高负荷离心压缩机、高参数换热器、大型空气透平等关键设备，实现了主装备的完全国产化。在“中国标准”创建方面，该项目发布了我国首个压缩空气储能电站KKS编码标准，立项压缩空气储能首个国家标准、首个电力行业标准，以及3个团体标准，逐渐构建了中国压缩空气储能标准体系。

据了解，与国外压缩空气储能电站相比，该项目最大的创新点是在世界上首次采用了非补燃技术，在压缩空气发电过程中不依赖外界能源，从而实现零碳排放。目前，金坛二期压缩空气储能项目建设工作正在加紧推进中，项目正构建以新能源为主的新型电力系统提供储能新方案，有望为我国早日实现“碳达峰、碳中和”目标贡献力量！