中储国能联合研发300兆瓦先进压缩空气储能系统膨胀机下线

近日，由中国科学院工程热物理研究所与中储国能（北京）科技有限公司（以下简称“中储国能”）联合研发的全球首套300MW先进压缩空气储能系统膨胀机中储国能”）完成集成测试并成功上线。 金属丝。 这标志着我国压缩空气储能系统研发取得重大突破。

压缩空气储能行业未来发展前景如何？ 300MW先进压缩空气储能产品何时量产？ 压缩空气储能发展面临哪些挑战？ 针对上述问题，《记者》记者对中储国家能源总经理纪纪进行了专访。

全球领先的原创技术

记者：我国压缩空气储能的发展现状如何？ 从跟随到引领，经历了哪些技术迭代？

学科：压缩空气储能技术并不是一项新技术，早在20世纪40年代就已被提出。 针对传统压缩空气储能依赖化石燃料、储气洞较大、效率低的问题，2000年左右，世界各地开始研发新型压缩空气储能系统。 我国压缩空气储能技术发展迅速，尤其是新型压缩空气储能领域，已达到国际领先水平。 中科院工程热物理研究所在国家“863”计划、“973”计划、国家重点研发计划等重大项目的支持下，先后完成了再生式压缩空气储能和液体空气储能、中科院A类试点项目。 技术研发，2009年国际上首次提出超临界压缩空气储能系统。

中国科学院工程热物理研究所通过多年努力，完成了1-300MW先进压缩空气储能技术研究，并先后完成了全球首个1.5MW、10MW、100MW的建设示范工程，建立我国物理存储能源领域首个国家级研发中心——“国家能源大规模物理储能技术研发中心”，并于2018年12月通过技术定价和参股方式成立中国国家储能。 目前，国储能源拥有百兆瓦级先进压缩空气储能系统完全自主知识产权，并拥有一整套研发、设计、核心设备制造、项目实施、电站投资等并运营100兆瓦级先进压缩空气储能系统。 其能力、研发和产业化进程均处于世界领先地位。

记者：如何理解先进压缩空气储能系统的原理？

学科：传统压缩空气储能主要依靠大型储气洞穴，如岩洞、盐洞、废弃矿井等，受地理条件限制。 我们团队掌握了再生式压缩空气储能、液态空气储能、超临界压缩空气储能等新型压缩空气储能技术路线，统称为先进压缩空气储能技术。 所谓“先进”主要是指它解决了传统压缩空气储能系统的三大技术瓶颈：依赖大型储气洞、依赖化石燃料、系统效率低。

储能时，电动机驱动多级压缩机，将空气压缩至高压并储存在储气装置中，完成电能向空气压力能的转换。 在此过程中，各级压缩机的压缩热通过热交换器回收并储存在储气装置中。 在蓄热介质中。 释放能量时，压缩空气从储气装置中释放出来，进入多级膨胀机做功，完成空气压力能到电能的转换。 在此过程中，储存有压缩热的储热介质经过各级膨胀机。 前热交换器加热膨胀机的入口空气。

设计效率接近理论极限

记者：全球首个300MW先进压缩空气储能系统的开发和应用现状如何？

学科：我们团队是从千瓦级压缩空气储能系统的研究开始的。 2013年，我们在河北廊坊建成了全球首个1.5兆瓦先进压缩空气储能国家示范系统。 2016年，我们在贵州毕节建设了全球首个10兆瓦先进压缩空气储能系统。 压缩空气储能国家示范系统将于2021年底在张家口建成，全球首座100兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站将于2022年9月并网发电，已积累丰富具有前期技术研发和工程论证经验。

2021年启动300兆瓦先进压缩空气储能技术研究项目。 压缩空气储能技术的理论极限效率在75%左右。 目前300兆瓦系统的设计效率可达72.1%，接近理论极限。

在研发300兆瓦先进压缩空气储能技术的同时，我们还同步推进山东、河南、江西等地多个商业示范电站建设。 进展最快的项目是山东肥城二期项目，正在建设300兆瓦盐穴压缩空气储能电站。 初步计划今年年底竣工，明年上半年投入运营。

▲山东肥城300MW膨胀机

记者：300兆瓦先进压缩空气储能系统的研发过程中遇到了哪些困难？

学科：全球最大单机300MW先进压缩空气储能系统的研发尚无成功经验。 研发的核心难点是如何提高效率、降低成本、提高系统可靠性和调节性能。 研发挑战主要集中在三个方面：一是如何基于近20年的研发积累，不断优化先进压缩空气储能系统的各方面，使整个储能系统的性能得到优化； 二是如何不断创新发展300兆瓦系统应用。 宽负荷多级压缩机、高负荷多级膨胀机、高效紧凑型蓄热式换热器等核心设备； 三是如何在变化的工况下通过系统优化控制来保证系统的可靠性、稳定性和安全性。 跑步。

规模化仍需政策支持

记者：300MW先进压缩空气储能产品什么时候能量产？

学科：我国拥有较强的装备制造能力和快速复制产能的能力。 全球首个100兆瓦先进压缩空气储能国家示范工程在张家口建成后，该技术已在全国多地推广应用。 300MW先进压缩空气储能产品与100MW类似，设备定型后可扩大规模。 生产。

不过，300兆瓦先进压缩空气储能技术能否大规模应用还取决于相关电价政策。 目前，虽然有些地方出台了省级政策，但全国很多地方还没有明确。 除了政策支持外，示范工程的建设速度和质量也很重要，因为提高工程技术和培养工程管理人才有一个过程，软实力的提升和扩大不可能在短期内实现。

▲航拍张家口张北100MW电站

记者：目前已投运的压缩空气储能项目盈利情况如何？

学科：我们已建设5个压缩空气储能项目。 早期主要是技术示范项目。 已商业运营的项目为山东肥城10兆瓦项目和张家口100兆瓦项目。

总体而言，压缩空气储能正处于产业化的早期阶段。 属于典型的重资产项目，投资规模大，但长期回报稳定。 投资回收周期与火电、水电类似，均为10年左右。 但由于压缩空气储能电站建设周期短，但使用寿命长达30-50年，电站的长期效益还是相当不错的。 特别是未来，随着国家和地方电价政策的出台，产业链逐步完善，规模化生产降低成本，效率进一步提高，压缩空气储能电站收入和产业发展普遍受到青睐由行业。

记者：压缩空气储能的快速发展还需要在哪些方面努力？

纪律：从宏观层面来看，储能行业普遍希望形成合理的电价机制，充分体现储能的多重价值，即根据储能实现的多重功能提供相应的综合效益，同时加强标准规范制定，进一步规范压缩空气储能行业发展。 从技术角度来看，一是可以进一步优化和改进，包括增加系统的单机规模、提高系统效率和各方面性能； 二是通过产业链逐步成熟、装备规模化生产、规模化工程应用降低成本。 完成。