地下鹽穴變身大型“充電寶”

5月26日，國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站（以下簡(jiǎn)稱金壇鹽穴項(xiàng)目）近日完成機(jī)組連續(xù)滿負(fù)荷“儲(chǔ)能—發(fā)電”試運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足并入國(guó)家電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求，正式投產(chǎn)。這標(biāo)志著我國(guó)新型儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用取得了重大進(jìn)展。

金壇鹽穴項(xiàng)目是我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的第一個(gè)國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目，是由中國(guó)鹽業(yè)集團(tuán)有限公司、中國(guó)華能集團(tuán)有限公司和清華大學(xué)共同開(kāi)發(fā)建設(shè)的世界首座非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能電站。項(xiàng)目一期儲(chǔ)能裝機(jī)60兆瓦，遠(yuǎn)期規(guī)劃建設(shè)規(guī)模1000兆瓦，將建成我國(guó)華東地區(qū)大規(guī)模儲(chǔ)能基地。

地下鹽穴相當(dāng)于105個(gè)泳池

鹽穴是地下鹽層被開(kāi)采后形成的礦洞。鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站是在用電低谷時(shí)，利用電能將空氣壓縮到鹽穴中；用電高峰時(shí)，再釋放空氣，推動(dòng)空氣透平膨脹機(jī)發(fā)電。在江蘇金壇，這個(gè)位于地下千米、容積相當(dāng)于105個(gè)奧運(yùn)會(huì)泳池的鹽穴化身大型“充電寶”，一個(gè)儲(chǔ)能周期可存儲(chǔ)電量30萬(wàn)度，相當(dāng)于6萬(wàn)居民一天的用電量。

這種壓縮空氣儲(chǔ)能是新型儲(chǔ)能“家族”中的一員，具有儲(chǔ)能密度大、存儲(chǔ)周期長(zhǎng)、投資成本較少等優(yōu)點(diǎn)。

此外，金壇鹽穴項(xiàng)目最大的創(chuàng)新點(diǎn)還在于在世界上首次采用了非補(bǔ)燃技術(shù)。

補(bǔ)燃式電站在膨脹做功時(shí)需要燃?xì)庋a(bǔ)熱才能維持系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行，因此存在能耗大于碳排放的問(wèn)題，電能轉(zhuǎn)換效率只有20%左右。金壇鹽穴項(xiàng)目通過(guò)回?zé)峒夹g(shù)，收集和利用壓縮空氣過(guò)程中產(chǎn)生的大量熱能，不需要燃?xì)庋a(bǔ)熱，因此擺脫了對(duì)化石能源的依賴。

“非補(bǔ)燃技術(shù)在世界上沒(méi)有先例，我們攻克了壓縮機(jī)的設(shè)計(jì)制造和工程化應(yīng)用等難題。”華能金陵電廠副總經(jīng)理、中鹽華能儲(chǔ)能科技有限公司總經(jīng)理藺通說(shuō)。

為新能源電力削峰填谷

近年來(lái)，江蘇省的光伏、海上風(fēng)能等清潔能源裝機(jī)容量已突破4000萬(wàn)千瓦，占全部發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?0%以上。與此同時(shí)，新能源“看天吃飯”的特性，使得作為全國(guó)峰谷差最大的省級(jí)電網(wǎng)之一的江蘇電網(wǎng)，面臨巨大的新能源消納和電力供需平衡壓力。

“壓縮空氣儲(chǔ)能為構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提供了實(shí)現(xiàn)電能大量存儲(chǔ)和‘削峰填谷的新方案，將促進(jìn)新能源的大規(guī)模消納，助力實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)。”國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司（以下簡(jiǎn)稱國(guó)網(wǎng)江蘇電力）常州供電分公司副總經(jīng)理周挺介紹，國(guó)家電網(wǎng)投資新建總長(zhǎng)7.65千米的110千伏鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能送出線路，有力保障了金壇鹽穴項(xiàng)目順利并網(wǎng)投運(yùn)。金壇鹽穴項(xiàng)目投運(yùn)后年發(fā)電量約1億千瓦時(shí)，可為江蘇電網(wǎng)提供±6萬(wàn)千瓦調(diào)峰能力，為夏季等用電高峰時(shí)期的能源供給增添了保障。

2021年7月，國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出到2025年，新型儲(chǔ)能技術(shù)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3000萬(wàn)千瓦以上。“金壇鹽穴項(xiàng)目的投運(yùn)為國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)提供了‘江蘇樣板。”江蘇能源局二級(jí)巡視員袁煥明說(shuō)。

中鹽金壇鹽化有限責(zé)任公司副總工程師王國(guó)華介紹，我國(guó)鹽穴資源分布廣泛，符合使用條件的有2000多個(gè)，其中被利用的有40多個(gè)，目前主要用于儲(chǔ)存天然氣和石油。如果盤(pán)活相關(guān)資源，預(yù)計(jì)“十四五”期間能實(shí)現(xiàn)1000萬(wàn)千瓦的鹽穴儲(chǔ)能能力，鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能市場(chǎng)有望達(dá)到數(shù)千億元規(guī)模，還將帶動(dòng)空氣壓縮機(jī)、換熱器、儲(chǔ)熱儲(chǔ)氣等相關(guān)設(shè)備的市場(chǎng)。

此外，我國(guó)實(shí)行的峰谷電價(jià)制度，“以平時(shí)段電價(jià)為基礎(chǔ)電價(jià)，高峰時(shí)段用電電價(jià)高一些，低谷時(shí)段用電電價(jià)低一點(diǎn)，這樣來(lái)鼓勵(lì)錯(cuò)峰用電。”國(guó)網(wǎng)江蘇電力調(diào)度控制中心總工程師雷震說(shuō)，峰谷電價(jià)制度為儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)造了一個(gè)有利的政策環(huán)境。國(guó)家電網(wǎng)正配合政府相關(guān)部門(mén)，進(jìn)一步研究金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站運(yùn)營(yíng)機(jī)制，為大規(guī)模新型儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用提供示范樣板。