6月初，位于河北張家口的國際首套100MW壓縮空氣儲能項目施工現(xiàn)場熱火朝天。
中儲國能（北京）技術有限公司CEO紀律介紹，以中科院工程熱物理研究所為技術依托，該項目計劃年底投產(chǎn)，“經(jīng)過多年技術沉淀，當前無論是裝機規(guī)模、技術水平，還是系統(tǒng)效率，我國新型壓縮空氣儲能均走在世界前列。”
解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能瓶頸
壓縮空氣儲能利用電網(wǎng)負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，將其儲藏在高壓密封設施內(nèi)，在用電高峰釋放出來驅(qū)動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。早在1978年，德國建成了世界首座大規(guī)模壓縮空氣蓄能示范電站，之后，美國、日本和以色列也相繼建設了相關項目。
“壓縮空氣儲能具有規(guī)模大、周期長、單位投資小等優(yōu)勢，極具發(fā)展?jié)摿?。傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術來源于燃氣輪機技術，我國相關技術與國外水平相比有較大差距。”紀律告訴記者，壓縮空氣儲能依賴化石燃料燃燒提供熱源，需要特定的地理條件建造大型儲氣室，如巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等，且系統(tǒng)效率僅在50%左右，經(jīng)濟性相對較差。
近年來，為解決壓縮空氣儲能技術瓶頸問題，國內(nèi)外學者開展了新型壓縮空氣儲能技術研發(fā)。目前中科院工程熱物理研究所取得了一系列國際領先的技術成果，不僅可以解決傳統(tǒng)壓縮空氣儲能依賴大型儲氣室、依賴化石燃料、系統(tǒng)效率低三個主要的技術瓶頸，還能以儲氣罐替代儲氣室，沒有場地限制，系統(tǒng)效率提升了10%—15%。從2013年開始，中科院工程熱物理研究所技術團隊分別在河北廊坊、貴州畢節(jié)建成1.5MW、10M級新型壓縮空氣儲能示范項目，后者系統(tǒng)效率達到60.2%，是目前全球系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲能系統(tǒng)。
“在新型壓縮空氣儲能技術上，我國與國外發(fā)達國家的起點一致。目前全球已建成的兆瓦級新型壓縮空氣儲能項目的機構(gòu)有4家，我國處于領先地位。張家口市 100MW先進壓縮空氣儲能示范項目預計年底投運，系統(tǒng)設計效率可提升至70.4%，將進一步鞏固我國在壓縮空氣儲能領域的國際地位。”紀律稱。
仍處于商業(yè)化初期
數(shù)據(jù)顯示，截至2020年底，我國已投運的儲能項目累計裝機規(guī)模35.6GW，其中抽水蓄能占比達89.3%，壓縮空氣儲能的占比僅為0.03%。世界領先的技術，為何沒能大規(guī)模推廣？
在紀律看來，壓縮空氣儲能是一項高門檻的領域，目前大多研發(fā)機構(gòu)仍處于理論研究和系統(tǒng)分析階段。首先是技術門檻高，壓縮空氣 儲能是多學科交叉、多過程耦合的系統(tǒng)工程，在壓縮膨脹設備、空氣換熱、系統(tǒng)控制集成方面存在較高技術壁壘；其次是單機規(guī)模大、總投資較高，系統(tǒng)規(guī)模在10MW—100MW級示范工程的建設資金高達數(shù)億元，產(chǎn)業(yè)化還需要一個過程。
紀律指出，目前新型壓縮空氣儲能仍處于示范階段，隨著張家口100MW示范項目的建成，將完成百兆瓦先進壓縮空氣儲能型壓縮空氣儲能產(chǎn)品的定性，此后再致力于規(guī)?；慨a(chǎn)和推廣。“1.5MW項目系統(tǒng)效率為52%，10MW項目系統(tǒng)效率為60%，100MW系統(tǒng)設計效率達到70%。未來隨著系統(tǒng)規(guī)模擴大，其效率將進一步提升至75%以上。系統(tǒng)規(guī)模越大、儲能容量越高，系統(tǒng)的效率就越高，隨之單位成本越低、經(jīng)濟性越好。”在他看來，100MW級項目最具商業(yè)推廣條件，是大規(guī)模壓縮空氣儲能的真正“賽道”。
呼喚價格政策盡快出臺
相關預測顯示，作為新能源發(fā)展的關鍵支持技術，到2025年，我國儲能裝機將較目前水平增長10倍以上。
“要滿足電網(wǎng)系統(tǒng)對大規(guī)模、長時間儲能的需求，新型壓縮空氣儲能當仁不讓。與同屬物理儲能方式的抽水蓄能相比，新型壓縮空氣儲能在建設周期和投資成本上更具優(yōu)勢，抽水蓄能建設周期為6—8年，新型壓縮空氣建設周期僅為1.5—2年，且不涉及移民搬遷問題。基于抽水蓄能對地理條件的要求，未來市場增量有限。”在紀律看來，壓縮空氣儲能同抽水蓄能一樣，都屬于長時大規(guī)模，并與電化學儲能及飛輪等形成互補關系。未來壓縮空氣儲能將主要應用于電網(wǎng)側(cè)，其次是大規(guī)模百萬機組發(fā)電側(cè)、核電機組和一些火電的靈活性改造方面。
新型壓縮空氣儲能具有本質(zhì)上的高安全性。紀律介紹，儲氣罐多為中壓壓力容器，壓力等級較低，且空氣擴散能力很強，不具可燃性，無爆炸和燃燒風險。而采用地下鹽穴儲氣，對地面建筑和人員活動不會產(chǎn)生影響。
經(jīng)濟性是行業(yè)大規(guī)模推廣的前提。日前，國家發(fā)改委發(fā)布《關于進一步完善抽水蓄能價格形成機制的意見》，明確以競爭性方式形成電量電價，將容量電價納入輸配電價回收。此舉有利于提升抽水蓄能電站的盈利能力。
紀律表示，新型壓縮空氣儲能同樣具備抽水蓄能的功能，價格機制和市場環(huán)境將助推行業(yè)進一步發(fā)展，呼吁相關政策盡快出臺。
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