重要論述
要夯實國內能源生產基礎,保障煤炭供應安全,保持原油、天然氣產能穩定增長,加強煤氣油儲備能力建設,推進先進儲能技術規模化應用。
國內新型儲能領域又有重大突破:我國自主研制的105兆瓦2極高速電機“儲龍105號”,近日在山東肥城300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站(以下簡稱“示范電站”)成功投入應用。這標志著我國大功率高速同步電機研發與工程應用取得里程碑式成果。
這座依托肥城豐富的鹽穴資源而建設的示范電站,是全國鹽穴長時儲能領域的標桿工程,也是目前國際上已運行的單機規模最大、技術最先進、單位成本最低的新型壓縮空氣儲能電站。
示范電站建設的進程中,伴隨著新型儲能領域科技創新的持續突破,見證了一座傳統工業城市搶占儲能新賽道、加速綠色轉型的堅定步伐。
“一呼一吸”儲能放電,可為數十萬戶家庭提供日常用電
遠眺示范電站,8個圓圓胖胖的白色罐體格外醒目。這是用于儲存冷、熱介質的球罐,是示范電站先進壓縮空氣儲能系統的重要裝備。
走進施工現場,可見大型管道縱橫排布,發電機組有序就位,工人們正在忙碌,一派如火如荼的建設景象。
而在看不見的地下千米處,昔日鹽礦開采遺留的鹽穴腔體,經過科學改造,已變身為容積約70萬立方米的巨型儲氣空間。
示范電站由中儲國能(北京)技術有限公司(以下簡稱“中儲國能”)投資建設,2023年2月全面開工,2024年4月30日首次并網發電,投入試運行。目前,示范電站還在持續建設中,預計今年10月將全面并網投運。
依托中國科學院工程熱物理研究所自主研發的“大規模先進壓縮空氣儲能系統關鍵技術”,示范電站自建設之初便擁有單機規模最大、效率最高、性能最優、成本最低等多項世界之最。
那么,這座示范電站如何依托地下鹽穴壓縮空氣,實現儲能放電?這是一個在“呼吸”之間實現電能與空氣壓力能轉換的過程。
研發團隊介紹,當電能富余時,壓縮機將空氣壓縮至高壓并儲存至地下鹽穴中,完成從電能到空氣壓力能的轉換,實現儲能。其間,壓縮產生的熱能通過換熱器回收并儲存在熱罐中。在用電需求高峰期,高壓空氣從地下鹽穴中被釋放出來,經過多級透平膨脹做功,完成從空氣壓力能到電能的轉換,實現釋能發電。在此過程中,空氣被來自熱罐的蓄熱介質所攜帶的熱能加熱,釋放熱量后的介質則儲存到冷罐中。
“示范電站總裝機規模為300兆瓦,設計儲能時長8小時,可連續釋能發電6小時,轉換率超72%,滿負荷運行單次可輸出180萬千瓦時電能。年發電量約為6億度,可滿足數十萬戶家庭一年日常用電需求。”中儲國能總經理紀律介紹。
新型壓縮空氣儲能在電力系統中具有較強的削峰填谷、平抑波動作用。示范電站定位長時調節電源,能夠有效匹配新能源大規模并網需求,建成后將大幅提高區域電網調峰能力,推進風電、光電等新能源消納,保障電網安全穩定運行。同時,示范電站還將帶來顯著的降碳效益,每年可節約標準煤約18.9萬噸,減少二氧化碳排放約49萬噸。
錨定自主可控不斷創新,攻克多重技術難關
今年7月8日,2025年度國家科學技術獎勵大會在北京隆重舉行。示范電站所應用的中國科學院工程熱物理研究所“大規模先進壓縮空氣儲能系統關鍵技術”,榮獲國家技術發明獎二等獎。
儲能是國家“雙碳”戰略和能源革命的關鍵支撐技術,涵蓋抽水蓄能、新型儲能等多種技術路線。作為新型儲能方式之一,壓縮空氣儲能兼具規模大、成本低、壽命長、安全性高等優點,是最具發展潛力的大規模儲能技術之一,也是世界各國競相發展的戰略科技必爭領域。但是,傳統壓縮空氣儲能系統依賴化石燃料,效率相對較低,其規模化應用受到很大限制。
要放大規模,并不是簡單的數字疊加,而是需要從設計參數到關鍵部件、系統集成等方面徹底創新,國內外都沒有先例可循。
經過堅持不懈的探索,中國科學院工程熱物理研究所自主研發了“大規模先進壓縮空氣儲能系統關鍵技術”,突破了傳統壓縮空氣儲能系統的主要技術瓶頸。
在示范電站建設中,研發團隊聚力攻堅、不斷創新,攻克了全工況優化設計、關鍵部件研發設計、系統集成與控制三大核心技術。
“發展鹽穴壓縮空氣儲能,需要大功率高速電機、大型透平裝備、高效余熱回收系統等核心設備。此前一段時期,這些設備需要依靠國外技術,制約了我國相關產業發展。”紀律介紹,錨定自主可控,研發團隊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等關鍵部件,效率指標均達到國際領先水平。
本次投運的105兆瓦2極高速電機“儲龍105號”,正是自主創新、技術攻關的代表性成果之一。它是國際在運單機功率最大的電動機,我國具有完全自主知識產權。為了研制出整套發電系統的這一“心臟”,研發人員持續開展上萬次仿真模擬,反復優化轉子結構、冷卻體系,逐一攻克了高速振動抑制、寬工況穩定運行等技術難題,最終實現了設計、制造、成套應用全部國產化,成功擺脫了大功率高速電機依賴進口的現狀,填補了國內百兆瓦級雙工況電機產品的空白。
白天跟蹤設備工況,深夜分析試驗數據。研發團隊扎根一線,堅持邊建設、邊試驗,面對地下鹽穴高壓儲氣密封性、多裝備協同參數匹配等難題,不斷優化工藝方案,在一次次試錯中打通技術堵點,以實打實的創新成果推動能源裝備自立自強。
作為國家能源局的新型儲能示范項目,示范電站依托國家重點研發計劃陸續完成了各關鍵核心設備及分系統的試驗與測試。截至目前,膨脹機已累計試運行180余次,壓縮機已累計運行150余次。
資源與技術雙向奔赴,推動產業集群加快建設
在示范電站建設中,從地下鹽穴穩定性勘測到大型成套裝備運輸安裝,從多系統聯調聯動到施工工序交叉統籌,重重挑戰接踵而至。建設團隊掛圖作戰、倒排工期,實行多班組輪班攻堅,如今已進入沖刺階段。
“示范電站全面投運之后,將在電網調節、資源利用、產業培育等多方面發揮重要作用。”肥城市發展和改革局黨組書記、局長于輝說。
作為全國重要的井礦鹽生產基地,肥城已探明鹽礦儲量為50.2億噸,曾長期依托巖鹽資源發展傳統制鹽業。但資源總有枯竭的一天,必須及早謀求轉型。
長期的鹽業開采,在肥城的地下形成了大量閑置的地下鹽穴,而壓縮空氣儲能需要較大的儲氣空間。因此,當中國科學院工程熱物理研究所尋找技術產業示范地時,肥城敏銳捕捉到新型儲能在能源轉型中的重要價值,毅然將發展新型儲能作為城市產業升級的重要抓手。資源與技術雙向奔赴,閑置鹽穴變身儲能儲氣空間,國家級新型儲能示范項目的建設帶動了產業發展。
當前,我國新型儲能產業迎來戰略機遇期。國家發展改革委、國家能源局日前印發的《石油天然氣發展“十五五”規劃》中明確提出,要“推進新型地下儲能產業發展。充分利用枯竭油氣藏、鹽穴和管道等地下空間資源,探索建設壓縮空氣儲能等新業態。推動與周邊新能源電站配套運行,提供容量支撐與調頻調峰服務,提升區域能源系統的靈活調節能力與安全穩定水平”。
在山東,隨著新能源裝機持續快速增長,風電、光伏規模不斷擴大,新能源消納、電網調峰壓力持續上升,正布局一批長時儲能項目。
肥城立足獨特資源優勢,以示范電站等重大項目為龍頭,大力發展新型儲能產業集群。該市系統摸排全域可利用鹽穴資源,謀劃儲備一批儲能延伸項目,積極探索“鹽穴儲能+新能源+生態產業”融合新模式。同時,持續完善新型儲能產業配套政策,吸引上下游企業落地。
如今在肥城,千兆瓦級鹽穴儲能基地規模初顯,百億級儲能裝備制造基地加快構建,正成為在全國有重要影響力的新型儲能技術示范應用基地、鹽穴壓縮空氣儲能產業集聚地。隨著越來越多儲能項目落地生根,這片傳統工業的熱土將持續釋放綠色動能,在落實國家“雙碳”戰略、推進能源結構轉型的道路上奮勇向前。
監督護航丨為產業轉型插上綠色翅膀
“我們來看看,最近項目建設有沒有困難,國家有關政策落實得怎樣。”近日,山東省肥城市紀委監委派駐第二紀檢監察組、肥城經濟開發區紀檢監察工委的干部一起走進山東肥城300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站建設現場,問難點、找堵點,以精準監督推動項目建設。
近年來,肥城市依托當地鹽業資源,積極布局產業轉型,打造新型儲能產業集群。紀檢監察機關強化監督,為推進產業綠色轉型、發展新質生產力提供有力保障。
“壓縮空氣儲能屬于長時大規模儲能前沿賽道,技術壁壘高、研發投入大、參建主體多。相關重點項目的建設中,面臨著技術路線新、投入風險大的市場顧慮,而職能部門在審批時,也會遇到沒有先例可循、怕踩‘政策盲區’等問題。”肥城市紀委監委有關負責人說,項目的審批立項、科研攻關、要素保障等關鍵環節,都離不開鐵紀護航。
圍繞建設能源強國,市紀委監委將新型儲能產業發展情況納入政治監督重點,通過開展優化營商環境專項監督行動,運用“紀企直通”機制,與上級紀檢監察機關上下聯動,強化新型儲能項目全周期監督,推動項目順利落地、產業快速發展。
在項目啟動初期,注重監督關口前移。市紀委監委下沉一線聽取企業訴求,督促職能部門通過容缺受理、并聯審批等方式,解決審批立項等方面的困難。針對新業態監管共性難題,及時向上級紀委監委反映,協調上級主管部門打通堵點。
在技術攻堅階段,重點保障產學研聯動與要素集成。市紀委監委運用“紀企直通”機制在企業設置監督“觀察哨”,常態化收集企業在技術攻關、人才引育、知識產權保護等方面的訴求。對企業反饋的產學研聯動不暢等方面的痛點,牽頭科技、工信等多部門會商,推動有關部門創新科研協同模式,把分散的政策、資金、數據等“打包”送到攻關一線。對需要跨層級協調的事項,通過上下聯動、提級督辦等,讓企業訴求從“紙上清單”變為職能部門“履職清單”。
在項目建設推進全程,市紀委監委綜合運用多種監督方式,把監督嵌入各關鍵節點。建立“問題督辦榜”,對推諉扯皮、慢作為、吃拿卡要等問題掛號督辦、限期銷號,嚴肅糾治損害營商環境頑疾。深化“室組地企”聯動監督,壓實壓緊屬地管理責任、部門監管責任等,保障項目順利建設、高效推進。
“紀檢監察機關開展全周期監督,并非只保障單個項目落地,而是通過監督破除審批壁壘、統籌要素集成、重塑工作作風,讓監督效能轉化為新質生產力的成長動能。”市紀委監委主要負責同志表示,如今,肥城市按“前端擴能建穴—中端鹽穴儲能—后端建網延鏈”產業路徑,集聚多家行業頭部企業落地布局。接下來,紀檢監察機關將持續發力強化監督,推動當地新型儲能產業集群建設。
責任編輯: 張磊