近年來，隨著我國能源結構轉型，可再生能源在能源體系中的占比逐漸增加。不過，可再生能源如太陽能和風能具有間歇性和不確定性，對加快儲能建設提出了更高要求。
今年的政府工作報告提出要發(fā)展新型儲能，而壓縮空氣儲能技術正是當前新型儲能技術的代表之一，并且近期也取得顯著進展。
記者注意到，僅4月這一個月內，我國前后有兩個300兆瓦級壓縮空氣儲能電站成功并網發(fā)電——4月30日，山東泰安，肥城300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站首次并網發(fā)電一次成功；4月9日，湖北孝感，應城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站示范工程成功并網發(fā)電。據了解，以上項目均是利用鹽穴作為儲氣庫進行空氣壓縮儲能。
為何選擇鹽穴？壓縮空氣儲能有何優(yōu)勢？未來發(fā)展前景如何？記者日前跟隨“走進新國企——向新而行 智造未來”融媒體采訪團，深入世界首座非補燃壓縮空氣儲能電站——金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目，試圖揭開鹽穴壓縮空氣儲能的神秘面紗。
開發(fā)利用鹽穴可收“避隱患+儲能”雙重功效
新型儲能是指除抽水蓄能以外的儲能形式，包括電化學儲能、壓縮空氣儲能等。與傳統(tǒng)儲能相比，新型儲能以其建設周期短、選址靈活、調節(jié)能力強、響應快速等特點，在能源電力領域展現出巨大潛力和優(yōu)勢。
近年來，隨著我國新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)快速增長，新型儲能進入大規(guī)模發(fā)展期。“十四五”以來，我國新增新型儲能裝機直接推動固定資產投資超過1000億元，有力支撐了能源電力發(fā)展，成為中國經濟發(fā)展新動能。
國家能源局數據顯示，截至2023年底，全國已經建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。
在采訪過程中，中鹽鹽穴綜合利用股份有限公司（以下簡稱中鹽鹽穴公司）相關負責人告訴記者，鹽穴壓縮空氣儲能是一種利用鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術。在用電低谷時，利用冷態(tài)導熱油和壓縮空氣進行熱交換，將高溫傳遞給導熱油形成高溫油罐，把空氣壓縮存儲進地下鹽穴；用電高峰時再釋放壓縮空氣發(fā)電，從而實現電網削峰填谷，提升電網調節(jié)能力和新能源消納能力。
為何要選擇利用鹽穴作為儲氣庫進行空氣壓縮儲能呢？鹽穴是利用水溶開采方式在地下較厚的鹽層采礦后形成的地下洞穴，通過專業(yè)技術造腔、巖鹽蠕變的特性使得它能夠在一定的條件下將裂隙愈合，一段時間后地下鹽穴就能成為很好的密封儲存庫。
中鹽金壇鹽化有限責任公司（以下簡稱中鹽金壇公司）公司技術中心學科組負責人表示，作為開采后形成的地下空腔，鹽穴是目前最合適的儲能形式之一。這些鹽穴儲存容量大，單腔可達數十萬立方米；腔體承壓高，可達十幾兆帕以上；安全可靠，密封性好，具有自修復功能。
中鹽鹽穴公司相關負責人向記者介紹，利用閑置的鹽礦儲藏天然氣，既節(jié)約了投資，又可以穩(wěn)定地質結構，同時也為油、氣、電等能源的儲備提供了成熟經驗。
“鹽礦開采后形成的溶腔，如果不采取有效措施進行治理，溶腔頂板坍塌后可能造成安全隱患，而作為鹽穴儲氣庫進行開發(fā)利用，就可以有效避免這些隱患。”該負責人表示。
兼具容量大、壽命長和建設周期短、維護成本低的優(yōu)勢
據了解，儲能分為傳統(tǒng)儲能和新型儲能。傳統(tǒng)儲能主要包括抽水蓄能，新型儲能包括鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等。
中鹽鹽穴公司相關負責人對記者表示，與電化學儲能相比，壓縮空氣儲能技術在長時間、大規(guī)模儲能方面有顯著優(yōu)勢。“常規(guī)電池儲能通常不超過4小時，而鹽穴壓縮空氣儲能可擴展至6~8小時乃至更久，其核心在于鹽穴有足夠大的腔體體積以此實現長時間、大規(guī)模儲能。”
據介紹，目前公司的一期工程儲能容量300兆瓦時，一個儲能周期（8個小時）可存儲電量30萬千瓦時，可供6萬居民一天的用電，年發(fā)電量約1億千瓦時。
中國科學院工程熱物理研究所所長陳海生表示，隨著可再生能源在整個能源體系當中的比例逐步增加，對壓縮空氣儲能這種超過4小時甚至達到10小時規(guī)模級別的長時儲能需求將大幅增加。
作為新型儲能的代表，鹽穴壓縮空氣儲能不僅在容量、壽命、安全環(huán)保、度電成本等方面可媲美抽水蓄能，而且選址比抽水蓄能更為靈活，建設周期也遠低于抽水蓄能。
中鹽鹽穴公司相關負責人接受記者采訪時表示，總體而言我國鹽穴資源非常豐富，江蘇、湖北、陜西、四川、重慶、云南、河南、山東等地都有井礦鹽資源。根據井礦鹽的開采量，預計每年形成的地下空間有1000萬立方米。
“理論上，只要有地下鹽穴都可以，實際要根據不同地質條件來研判。即便如此，相比于水電站建設選址要求而言，利用鹽穴壓縮空氣儲能選址更加靈活，地理限制更小。”中鹽鹽穴公司相關負責人表示。
據統(tǒng)計，我國符合使用條件的鹽穴資源約有2000多個，目前大部分處于閑置狀態(tài)，只有少量用于儲存天然氣和壓縮空氣儲能發(fā)電，開發(fā)潛力巨大，如果規(guī)?；瘧脤⒂辛Υ龠M我國新型電力系統(tǒng)的構建。
中鹽鹽穴公司相關負責人對記者表示，與抽水蓄能電站建設周期通常為6至8年相比，鹽穴壓縮空氣儲能項目建設周期一般為1.5至2年，同時建設和維護成本相對也更低，可節(jié)省大量土地資源和資金投入，降低能源使用成本。
據了解，建造地下鹽穴儲庫的單位投資僅為建造相同容積地面儲氣罐投資的30%左右。地下鹽穴儲庫在運行過程中的維護成本也比地面儲罐維護成本低很多。1000萬立方米的地下鹽穴儲氣庫相當于100個10萬立方米的標準儲罐，相應庫容的地面儲罐占地面積3300畝左右，而鹽穴庫占地僅400畝左右，可節(jié)省大量土地資源。
“全壽命周期計算下，鹽穴壓縮空氣儲能度電成本可達到幾毛錢，甚至低于電池儲能成本。”中鹽鹽穴公司相關負責人表示。
“現在鹽穴壓縮空氣儲能每千瓦的造價跟抽水蓄能差別不大，但考慮到時間尺度和規(guī)模效應，時間越長，規(guī)模越大，單位成本越低。此外，隨著技術成熟和規(guī)?；瘧茫瑔挝怀杀究山抵粮退?，成本優(yōu)勢將進一步凸顯。”
探索新型儲能價格形成機制將促進產業(yè)規(guī)模化發(fā)展
“目前真正實現儲能產業(yè)化的企業(yè)不多，大部分還是聚焦于儲氣庫和壓縮空氣儲能，還處于建設期或籌備期。”中鹽鹽穴公司相關項目負責人表示，難題主要集中在電-電轉換效率和商業(yè)經濟性比如投資成本、收益模式等問題上。
據了解，能源轉化過程中會有一定的損耗，目前金壇鹽穴壓縮空氣項目供電達到了62.38%的實際轉換效率，高于60%的設計預期。
為推動壓縮空氣儲能發(fā)展，2022年3月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》，將百兆瓦級壓縮空氣儲能技術列入“十四五”時期新型儲能核心技術裝備攻關重點方向之一。
“過去三年新立項了很多壓縮空氣儲能項目。”記者了解到，隨著裝機規(guī)模和首臺套裝備技術的突破，除了成本會降低以外，效率也會進一步提升。
除了技術，在業(yè)界看來，制約壓縮空氣儲能大規(guī)模應用的因素之一還是項目的經濟性。記者注意到，目前我國新型儲能市場尚未形成穩(wěn)定的收益模式，盈利水平低、難以形成合理的成本疏導機制是困擾新型儲能發(fā)展的難題。
記者了解到，作為國內首個大型壓縮空氣儲能電站，2018年項目開始建設的時候，除了技術難題，更面臨電站建設和運維沒有標準可依、調試無經驗可循、運營機制和價格政策缺乏等一系列巨大挑戰(zhàn)。
中鹽鹽穴公司相關負責人表示，一方面希望通過中鹽金壇項目促成壓縮空氣儲能相關標準的建立；另一方面，在探索壓縮空氣儲能價格運行機制和商業(yè)運行模式的同時，也希望通過項目實施帶動相關制造業(yè)的發(fā)展。
據了解，抽水蓄能電站電價機制為兩部制電價機制，可以分為電量電價和容量電價。“目前金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站定價機制就是參照了抽水蓄能的兩部制電價機制。”上述負責人說。
記者注意到，2023年，國家發(fā)改委發(fā)布《關于抽水蓄能電站容量電價及有關事項的通知》，公布了核定在運及2025年底前擬投運的48座抽水蓄能電站容量電價。
上述負責人表示，抽水蓄能定價策略采用的是靈活且精準的“一廠一策”策略。由于每個電站項目有區(qū)域位置、地質條件及投資規(guī)模等多方面不同，各電站的投資成本、預期回報周期及盈利能力存在顯著差異，因此定制個性化的電價計算方式有助于確保電價既能反映項目的真實成本，又能兼顧投資者的合理收益預期。“鹽穴壓縮空氣儲能項目也是如此，不同電站投資成本、盈利能力等具有較大差異，因此對電站而言，兩部制電價是比較友好的。”
盡管壓縮空氣儲能目前還處于產業(yè)化初期，但由于其產業(yè)鏈長、覆蓋廣，根據行業(yè)內的估算，未來有望帶動上下游產業(yè)規(guī)模達到千億級。
中鹽鹽穴公司相關負責人表示，目前中鹽金壇項目核心設備實現了100%國產化，不僅解決了多項關鍵技術難題，搭建好了設備研發(fā)平臺，還帶動相關制造產業(yè)發(fā)展，比如項目采用的壓縮空氣儲能系統(tǒng)和大型離心壓縮機均為國內企業(yè)自主研發(fā)生產。
原標題：單位投資僅相當于同等容積地面儲氣罐的三成 每經實探金壇鹽穴儲能項目：一個儲能周期可供6萬居民一天用電
掃描關注微信
寧德時代吳凱...
天合光能陳奕...
劉巖: 追光行...
黃震院士：大...