國際首套100兆瓦先進壓縮空氣儲能示範電站。中科院工程熱物理所供圖

國際首套100兆瓦先進壓縮空氣儲能示範電站。中科院工程熱物理所供圖

9月30日17時，國際首套百兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示範項目在河北張家口順利并網發電。

該項目總規模為100兆瓦/400兆瓦時，核心裝備自主化率100%，每年可發電1.32億度以上，能夠在用電高峰為約5萬戶用戶提供電力保障，每年可節約标準煤 4.2 萬噸，減少二氧化碳排放 10.9 萬噸，是目前世界單機規模最大、效率最高的新型壓縮空氣儲能電站。

示範項目技術由中國科學院工程熱物理研究所（以下簡稱工程熱物理所）提供，投資方為巨人集團張北巨人能源有限公司，設備提供方為中儲國能（北京）技術有限公司。該項目于2020年10月開工建設，2021年12月完成設備安裝及系統集成，開始帶電調試。

工程熱物理所研究員、儲能研發中心主任徐玉傑告訴《中國科學報》，儲能技術是實現“碳達峰、碳中和”目标的關鍵支撐技術，先進壓縮空氣儲能技術具有規模大、成本低、壽命長、清潔無污染、儲能周期不受限制、不依賴化石燃料和地理條件等優勢，是極具發展潛力的長時大規模儲能技術，可實現電力系統調峰、調頻、調相、旋轉備用、黑啟動等，在提高電力系統效率、安全性和經濟性等方面具有廣闊的發展空間和強勁的競争力。

記者了解到，傳統壓縮空氣儲能主要是利用低谷低質電，将空氣壓縮并儲存于大型儲氣洞穴中；在用電高峰，高壓空氣從儲氣洞穴釋放，同燃料燃燒後驅動透平發電，目前已在德國和美國得到了商業應用。但是，傳統壓縮空氣儲能存在三個主要技術瓶頸，一是依賴化石燃料提供熱源；二是依賴天然儲氣洞穴，如岩石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等；三是系統效率較低，需進一步提高。

近年來，針對傳統壓縮空氣儲能技術瓶頸，各國積極研發新型壓縮空氣儲能技術，包括蓄熱式壓縮空氣儲能系統、等溫壓縮空氣儲能系統、液化空氣儲能系統等。工程熱物理所從2004年開始聚焦壓縮空氣儲能技術研發，2009年原創性提出先進壓縮空氣儲能技術新原理。2013至今，從1.5兆瓦、10兆瓦到100兆瓦，發展了系統過程耦合與動态優化等基礎理論，突破了多級壓縮機和膨脹機、高效緊湊式蓄熱換熱器等關鍵技術，以及系統集成和控制技術，完成了工程示範。

徐玉傑介紹，張家口國際首套百兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示範項目建成後，可形成大規模儲能系統運行新模式及戰略新興産業集群，有力推動我國壓縮空氣儲能技術規模化、産業化、商業化發展進程，對推動能源革命和構建新型電力系統具有裡程碑意義。

上述相關工作得到了中科院A類先導專項“變革性潔淨能源關鍵技術與示範”、國家發改委國家可再生能源示範區重大項目、國家傑出青年科學基金等項目支持。

來源：中國科學報