4月9日，世界首座300MW級壓氣儲能電站——湖北應(yīng)城300MW/1500MWh壓氣儲能電站示范工程（簡稱“應(yīng)城項目”）順利并網(wǎng)，這標(biāo)志著全球壓氣儲能事業(yè)步入“300MW級”單機商業(yè)化時代。

應(yīng)城項目在壓氣儲能領(lǐng)域創(chuàng)下了三項世界之最：單機功率最大、儲能規(guī)模最大、轉(zhuǎn)換效率最高。同時，它還打造了六大行業(yè)示范：壓氣儲能系統(tǒng)示范、核心裝備自主化示范、綠色低碳先進技術(shù)示范、精品工程示范、全產(chǎn)業(yè)鏈全過程數(shù)智化示范、鹽穴綜合利用成套技術(shù)示范，以及多項國際首創(chuàng)、首次突破，核心技術(shù)裝備實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。

據(jù)數(shù)科集團黨委書記、董事長萬明忠介紹，應(yīng)城項目的成功并網(wǎng)發(fā)電，實現(xiàn)了行業(yè)從“0到1”的重大突破，驗證了大容量、高效率、超長時《中國能建壓氣儲能系統(tǒng)解決方案》的可靠性、創(chuàng)新性和領(lǐng)先性，彰顯了全球領(lǐng)跑地位。數(shù)科集團正通過“科技創(chuàng)新+工程化實踐”雙管齊下，以培育和打造新質(zhì)生產(chǎn)力為戰(zhàn)略重點，持續(xù)引領(lǐng)我國新型長時壓氣儲能工程化水平再上新臺階。

應(yīng)城項目坐落于湖北應(yīng)城市，利用廢棄鹽礦洞穴作為儲氣庫，打造出一個超級“充電寶”——單機功率高達(dá)300兆瓦級，儲能容量達(dá)到1500兆瓦時，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%，每天蓄能8小時、釋能5小時，年均發(fā)電量約5億千瓦時，相當(dāng)于以空氣為介質(zhì)，轉(zhuǎn)化的電量足以滿足75萬居民一年的用電需求，能夠有效應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性、間歇性和隨機性，為湖北省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和省內(nèi)新能源消納提供有力支持。

壓氣儲能的工作原理是利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，儲存至高壓密閉設(shè)備中，然后在用電高峰期釋放出來驅(qū)動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。近年來，我國壓氣儲能產(chǎn)業(yè)化進程顯著加快，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)從無到有、從弱到強、從跟隨到領(lǐng)先的跨越式發(fā)展，國內(nèi)1.5MW、10MW、100MW級壓氣儲能項目相繼投運且規(guī)模不斷擴大，研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化進程已處于國際領(lǐng)先地位。

中國能建為何選擇率先開展300MW級壓氣蓄能呢？萬明忠解釋道，這個規(guī)模與我國電源主力裝機結(jié)構(gòu)中的火電機組容量相當(dāng)，在逐步取代現(xiàn)有的燃煤機組過程中，發(fā)電機、廠房、外送等資源都可以得到充分利用。他認(rèn)為，按照以往經(jīng)驗，穩(wěn)步推進300MW、600MW、1000MW各級機組的發(fā)展，符合電力技術(shù)的升級規(guī)律，將成為我國壓氣蓄能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的有效途徑。

作為國家能源電力和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的“排頭兵”，中國能建致力于研發(fā)和推廣壓氣儲能系統(tǒng)解決方案，旨在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)。萬明忠強調(diào)，中國能建承擔(dān)了我國90%以上的電力勘測、設(shè)計、科研和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)，擁有全環(huán)節(jié)的專業(yè)實力。由于壓氣儲能的發(fā)電原理和各分系統(tǒng)與火電相似，只需將燃料從“燃煤”改為“高壓空氣”，技術(shù)資源便可迅速轉(zhuǎn)移到壓氣儲能領(lǐng)域。

“當(dāng)前，全球大多數(shù)運行中的鹽穴型壓氣儲能電站皆需通過燃燒煤炭或天然氣來熱化空氣，即所謂的“補燃”，這無疑導(dǎo)致了污染物的排放和壓縮熱的浪費。而本項目采用“非補燃”技術(shù)，實現(xiàn)空氣壓縮過程中產(chǎn)生熱量的有效回收，無燃燒、無排放，真正實現(xiàn)環(huán)保、高效、經(jīng)濟一體化?！?萬明忠如是說。

項目成功并網(wǎng)，離不開數(shù)科集團對自主創(chuàng)新之路的執(zhí)著追求。

地下工程是成敗之關(guān)鍵，影響巨大。以應(yīng)城項目鹽穴儲氣庫為例，其地質(zhì)條件復(fù)雜，大口徑注采井鉆完井難度極大。數(shù)科集團深地技術(shù)科研團隊與中科院武漢巖土所楊春和院士團隊、中石油系統(tǒng)內(nèi)多家單位緊密協(xié)作，歷經(jīng)聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與實驗驗證，不斷優(yōu)化鹽穴利用方案、鉆井工程系統(tǒng)方案，成功破解復(fù)雜鹽穴空間高效利用成套技術(shù)、數(shù)智化選址技術(shù)，掌握國際首創(chuàng)技術(shù)、制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)20余項，打造了一系列國際領(lǐng)先技術(shù)和配套產(chǎn)品包。特別值得一提的是，項目首次成功運用鹽穴沉渣空間儲氣，首創(chuàng)國內(nèi)最大口徑注采井方案，顯著提升了鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，同時降低了工程造價和縮短了建設(shè)周期。

壓氣儲能涉及眾多學(xué)科交叉、過程耦合，核心裝備如壓縮膨脹設(shè)備、儲換熱及發(fā)電機等具有極高的技術(shù)門檻?！搬槍Υ蠊β?、大容量、長時儲能空氣壓縮/膨脹機組工藝設(shè)計、材料研發(fā)、快速加載控制策略等難題，我們成功突破大型軸向進氣、下排氣、寬負(fù)荷工況頻繁啟停的軸流壓縮機關(guān)鍵技術(shù)，提出了壓縮機組軸流+離心的配置方案。研制出世界首臺容量最大、性能最優(yōu)的非補燃式壓縮空氣膨脹機設(shè)備，填補了國內(nèi)空白。”萬明忠表示，中國能建始終遵循“戰(zhàn)略是引擎、科研是先導(dǎo)、設(shè)計是龍頭、設(shè)備是關(guān)鍵、建設(shè)是基礎(chǔ)、數(shù)智是基座”的工作原則，以系統(tǒng)觀念、工程化思維布局，勇?lián)a(chǎn)業(yè)鏈鏈長角色，攜手行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、裝備龍頭企業(yè)，以及高校、科研院所共同構(gòu)建產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新生態(tài)，充分發(fā)揮“研投建營數(shù)”一體化優(yōu)勢，致力于打造全球頂尖的壓氣儲能系統(tǒng)，推動全球壓氣儲能產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。

科技創(chuàng)新實力備受矚目。應(yīng)城項目榮獲國家級第三批能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備、新型儲能試點示范項目、綠色低碳先進技術(shù)示范項目稱號，儲能系統(tǒng)膨脹機、壓縮機更被評為2023年能源行業(yè)十大科技創(chuàng)新成果。萬明忠強調(diào)，中國能建秉承“全自主化、全產(chǎn)業(yè)鏈、全國產(chǎn)化、全開放式”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)模壓氣儲能的“能建方案”。

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“時間+空間”錯配問題愈發(fā)凸顯，進一步催生電力系統(tǒng)的長時儲能調(diào)度需求。

在碳達(dá)峰碳中和背景下，新能源裝機及發(fā)電量占比將大幅提升。長時儲能作為支撐新型電力系統(tǒng)構(gòu)建、實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的“壓艙石”“穩(wěn)定器”，是碳中和時代的必然呼喚。壓氣儲能是一項能夠?qū)?biāo)抽水蓄能的長時物理儲能技術(shù)。相對于后者，壓氣儲能具有環(huán)境友好、建設(shè)周期短、選址靈活等特點。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、廢棄洞穴進行選址儲氣，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)可形成對抽水蓄能的有益補充或部分替代。

萬明忠指出，中國能建率先開展300MW級壓氣儲能技術(shù)攻關(guān)和工程化布局，實現(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)光儲等大型新能源基地，廣泛布局了一大批壓氣儲能項目，正在開發(fā)和建設(shè)的項目有50余個?！比f明忠介紹，下一步，數(shù)科集團將在示范工程帶動下，著眼電網(wǎng)側(cè)儲能、負(fù)荷側(cè)儲能、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)用場景，持續(xù)推動壓氣儲能向更大容量、更高效率、更長時方向進行技術(shù)革新和工程化落地，進一步促進“科創(chuàng)+產(chǎn)業(yè)”加速融合，帶動萬億級規(guī)模增量市場。