泰汶大地刷新“超級充電寶”全球之“最”
泰安日報社·中華泰山網訊(記者 李海靜 鄭凱 審核 晁彤彤)4月30日11時18分,在山東肥城300MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站(以下簡稱肥城示范電站)并網發電現場,中國科學院重大科技任務局副局長冷雨欣發出并網發電指令,并網發電程序迅即啟動。肥城示范電站首次并網發電圓滿成功,是我國壓縮空氣儲能領域的重要里程碑。

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中國科學院工程熱物理研究所所長陳海生說:“建成全球規模最大、效率最高、性能最優、單位成本最低的300MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站,是我國壓縮空氣儲能領域發展的重要里程碑,推動了我國壓縮空氣儲能技術邁向新的臺階。”
現場見證歷史性時刻,中儲國能(山東)電力能源有限公司項目經理侯虎燦自豪感爆棚:“從科學研究到電站并網發電成功,是‘0’到‘1’的突破。研發團隊夙興夜寐、攻堅克難,在履行使命中接續奮斗,培育出創新的‘果實’。作為其中一員,我倍感振奮、深感自豪。”
今年全國兩會,“新型儲能”寫入《政府工作報告》。4月29日,國家能源局新聞發布會最新數據顯示,截至2024年一季度末,我國新型儲能已投運裝機超3500萬千瓦。新型儲能,蓬勃發展。
壓縮空氣儲能是新型儲能技術的典型代表,壓縮空氣儲能電站常被稱為“超級充電寶”,其原理路徑清晰:在電網負荷低谷期,電站利用電能,將空氣高壓密封在鹽穴、過期油氣井等大型空間內,此時電能轉變為空氣壓力能。在電網負荷高峰期,電站釋放高壓空氣,將空氣壓力能轉變為電能。
肥城是全國重要的井礦鹽生產基地,巖鹽開采后形成的容積巨大、密閉性好、穩定性高的鹽腔,是大規模壓縮空氣儲能的理想場所。肥城與中科院工程熱物理研究所合作,奏響發展鹽穴儲能產業的交響曲。
肥城示范電站采用中國科學院工程熱物理研究所歷經20年刻苦攻關,原創提出并自主研發的,具有完全自主知識產權的先進壓縮空氣儲能技術,攻克了300兆瓦先進壓縮空氣儲能系統全工況優化設計、關鍵部件研發設計、系統集成與控制三大核心關鍵技術。在國際上首次自主研制應用300兆瓦系統寬負荷多級組合式壓縮機、高負荷多級軸流透平膨脹機和大容量高效緊湊式蓄熱換熱器三大核心部件,效率指標均達到國際領先水平。
基于國際領先的技術水平和泰汶大地發展新型儲能產業的雄心,肥城示范電站獲評2023年度全國能源行業十大科技創新成果,入選國家新型儲能試點示范項目、山東省重點項目……
肥城示范電站建設實現了規模、效率、性能、單位成本4個全球之“最”,既然是全球之“最”,底氣何在?
在規模方面,肥城示范電站為300兆瓦級電站,儲能規模達1800MWh,這意味著,電站一天可發電180萬千瓦時。“國際上建成運行的最大壓縮空氣儲能電站是5MW級,在建的是50MW級。”中儲國能(北京)技術有限公司總經理紀律說,肥城示范電站為300MW級電站,同時作為壓縮空氣儲能電站重要指標的儲能規模達到1800MWh,所以說,肥城示范電站規模全球首屈一指。
在效率方面,肥城示范電站設計效率為72.1%,這意味著儲存1千瓦時的電,最終能釋放出0.72千瓦時的電。“我們之前測算的壓縮空氣儲能極限效率是75%。此前很多項目的設計效率,基本上沒有超過70%。在這個量級,設計效率每提升零點幾個百分點都是非常難的。”紀律說,肥城示范電站72.1%的設計效率是全球最高的,接近理論極限。
在性能方面,肥城示范電站啟動時間為6-8分鐘、變工況運行范圍為40-110%。“目前的壓縮空氣儲能項目,啟動時間一般為十多分鐘,肥城示范電站啟動時間為6-8分鐘,啟動速度是目前所有壓縮空氣儲能電站中最快的。”紀律說,壓縮空氣儲能電站變工況運行范圍一般為60-105%,肥城示范電站的變工況運行范圍更廣,為40-110%。因此,在目前所有同類型電站中,肥城示范電站性能最優。
在單位成本方面,肥城示范電站單位千瓦投資低于5000元/kW、單位千瓦時投資為850元/kWh,創造了壓縮空氣儲能電站單位成本最低之“最”。單位成本最低之“最”因何而來?“一方面,肥城示范電站的技術水平較高,成功的研發工作降低了設備成本。另一方面,肥城示范電站利用地下鹽穴儲氣,成本遠低于儲罐儲氣或人工洞穴儲氣。”紀律說,這是肥城示范電站成本最低的關鍵所在。
肥城示范電站投運后,每天可蓄能8小時、釋能6小時,年可發電6億千瓦時,為超過20萬戶居民提供電力保障,減少煤耗18.9萬噸、減排二氧化碳49萬噸。“原來我國的很多技術落后,是因為起步晚。我們的新型壓縮空氣儲能技術研究與國外同時啟動,同時有國家對科技的大力支持、電網‘全國一張網’、科技人員的奮力攻關。”紀律說,發展合力共同造就了中國壓縮空氣儲能技術領先全球。
如今,中能建、中電建等央企國企也相繼入駐肥城,預計到2025年,肥城在建在運鹽穴儲能裝機規模將達到3000MW,成為在全國有重要影響力的新型儲能技術示范應用基地。肥城市委書記張莉說:“我們將搶抓國家發展新型儲能、山東省建設綠色低碳高質量發展先行區和泰安打造千萬千瓦級‘儲能之都’重大機遇,以新型儲能科創中心為引領,培強壯大新型儲能全產業鏈集群,打造新型儲能未來產業城,加力培育新質生產力。”
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