書寫綠色儲能「中國方案」——實探世界在建單機功率最大壓縮空氣儲能電站

中國網財經6月25日訊(記者李春暉)隨着我國能源轉型加速，儲能需求持續攀升。壓縮空氣儲能以其綠色環保、規模大、適應性強、儲能時間長等優勢，成為新型儲能中最具前景的技術路線之一。

近日，中國網財經記者跟隨國務院國資委新聞中心主辦的「走進新國企——品牌引領·智鏈未來」採訪活動走進中國能源建設集團有限公司，探訪中國能建山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創新示範電站。

這是中國能建「研投建營數」一體化的「能儲一號」又一代表性工程，也是世界在建的單機功率最大壓縮空氣儲能電站。通過該項目的建設，中國能建將向世界輸出包含上下游產業鏈的整體方案，讓壓縮空氣儲能成為中國綠色能源的一張名片。

能淨化空氣的巨型綠色「充電寶」

在山東泰安，一座能源新地標正在拔地而起。這正是由中國能建數科集團主體投資建設的泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創新示範電站。

空氣看不見摸不着，到底如何儲存能量？山東泰安項目經理劉少勇給記者打了一個生動的比方：「用電低谷時，富余的電能驅動‘打氣筒’，將空氣壓縮至‘氣球’里形成高壓狀態。」

這里的「氣球」，就是鹽穴、人工硐室等密封儲氣庫。山東泰安項目核心技術在於巧妙利用地下廢棄鹽穴作為儲氣庫。空氣壓縮過程中所產生的熱量，則以熱水、熔鹽等形態儲存在地面的儲熱罐中。用電高峰時，儲氣庫會釋放所儲存的高壓空氣、儲熱罐釋放所儲存的熱量。這時，高壓空氣被加熱，使其具有極大的膨脹力來驅動空氣透平發電機組，就像吹動風電機組的「大風車」一樣，產生電能向電網供電。這一過程有效實現了電網的「削峰填谷」，顯著提升了電網調節能力和對風電、光伏等波動性新能源的消納能力。

泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創新示範電站是世界在建的最大單機功率壓縮空氣儲能項目，也是中國能建首個商業化壓氣儲能項目。

單機功率350兆瓦是什麼概念？「我們把泰安項目當成一個巨大的充電寶，可以給一整個中小型城市持續供電5小時。」數科集團副總工程師、項目公司董事長陶剛解釋。

在此之前，壓氣儲能的建設規模徘徊在幾十兆瓦區間，已投入商運的非補燃式壓縮空氣儲能電站最高是60兆瓦。今年1月9日，中國能建投資建設的世界首座300兆瓦壓縮空氣儲能示範工程「能儲一號」全容量併網發電，創下單機功率、儲能規模和轉換效率三個世界紀錄。

而泰安在建的350兆瓦項目標誌着中國能建在壓縮空氣儲能領域再攀新高峰。面對「單機大容量」帶來的技術挑戰，中國能建依託「揭榜掛帥」機制，匯聚國內頂尖科研院所和設備廠商力量，成功攻克了一系列核心技術難題，實現了關鍵設備100%國產化，在系統集成、關鍵工藝、裝備裝置、儲氣技術、智能運維等方面取得重大突破。

該項目一期1台350兆瓦鹽穴型非補燃式壓縮空氣儲能電站，設計儲能充電8小時，釋能發電4小時(預留容量可延長至6小時，屬於可擴容長時儲能)，年發電量高達4.6億度，相當於20多萬家庭一年的生活用電。

談起為何主動選擇「啃硬骨頭」，研發如此大功率、大容量的壓氣儲能項目，陶剛告訴記者：想要調節整個區域電網的電力波動，需要儲能達到一定規模。而同樣作為長時大容量儲能，壓氣儲能比抽水蓄能選址更靈活、建設周期更短；且350兆瓦級可有效降低工程造價、提升轉換效率、帶動傳統裝備製造轉型升級，特別是便於電網靈活性調配。

值得一提的是，目前世界上大部分已投運的鹽穴型壓氣儲能電站，在發電環節都需要額外的化石能源來加熱空氣，這個過程叫「補燃」，污染以及熱量損失不可避免。而「能儲一號」湖北應城項目和山東泰安項目在熱量收集利用環節集中攻關，首次通過內循環實現了「非補燃」，不需要任何化石燃料，因此不產生任何污染。

「不僅無污染，大自然空氣進入我們電站系統，經過温度壓力的變化，甚至還能得到過濾，去掉一些粉塵雜質。」劉少勇告訴記者，「相當於一個‘大型空氣淨化器’！」

據悉，該項目自2024年5月28日正式開工以來，已完成建築工程、設備安裝、鑽井施工和10kv受電等重要節點工作。目前正在進行緊張有序的設備調試工作，2025年底內可實現首次併網暨全容量發電目標。

盤活「沉睡」的地下空間資源

鹽穴是在較厚的鹽層或鹽丘中通過水溶開採的方式採礦后形成的地下空腔。國內的鹽穴大部分處於閒置狀態，每年鹽穴體積還在繼續增加。為保持地質穩定，還需要在空腔內注水實現壓力平衡。

這些鹽穴的內壁附着氯化鈉晶體，承壓能力強，達到十幾MPa，相當於醫用氧氣鋼瓶的數倍；氣密性好，還有自修復功能：腔內的滷水會發生結晶和再結晶過程，修復好裂縫。這些特性，恰恰滿足壓縮空氣儲能對於密封儲氣庫的要求。

山東省岩鹽礦在開採礦山主要集中分佈於大汶口盆地內，盆地岩鹽礦牀分佈在岱岳區馬莊鎮和肥城市邊院鎮，總面積45平方公里，埋深800米--1500米之間，探明儲量75億噸。

「我們將鹽礦開採留下的廢棄空腔開發成儲氣庫，既降低了安全風險與維護成本，也是將傳統產業‘再激活’。」數科集團深地技術公司副總經理李景翠説。

泰安的鹽穴如同複雜扭曲的「地下迷宮」。面對鹽穴「腔體九曲迴腸、沉渣堆積如山、極窄礦柱遮擋」的複雜構造，泰安項目首創「刮渣+破巖+聲吶測腔」三步走工藝，突破了大斜度井的測腔瓶頸，首次清晰地看清了隱藏腔羣的真實形狀和位置，解決了世界級勘探難題，為注採井的精確定位奠定基礎。

項目首次突破千米深層超大尺寸鑽完井技術，成功攻克千米深地超大尺寸鑽井世界級難題，在相當於300層樓深的地下，以「手術刀級」精度控制井眼軌跡，用「穿針引線」的功夫鑽成巨型能源通道——這條打破常規尺度的「深地大動脈」，為全球在建的最大單機功率壓縮空氣儲能項目建設提供關鍵支撐，樹立深地工程領域新里程碑。

同時，項目巧用「高位注氣、低位排滷」妙招，實現在極端傾斜、沉渣深厚的條件下，高效、徹底地將底部的滷水「抽乾榨淨」，成功解決了複雜地形帶來的排滷難題。

據瞭解，天然鹽穴在山東、湖北、江蘇、山東、江西、雲南等省份都有廣泛分佈，傳統開發的鹽穴儲氣庫，多采用單井單腔模式，但中國的實際情況是90%以上鹽穴資源屬於水平對接和壓裂連通類型，地質條件更為複雜。

「能儲一號」的成功驗證，極具推廣價值，可有效推動我國90%以上的鹽穴資源再利用。「這是重大的突破，相當於把沉睡的資源盤活了！」深地技術專家萬繼方説。

而在天然鹽穴較少的地區，專家們探索出建造地下人工硐室儲氣、熔鹽參與儲熱的解決方案。在甘肅酒泉，另一個世界首創——世界首個地下人工硐室型300兆瓦級壓縮空氣儲能項目正在施工。

如今，壓氣儲能技術路線逐漸打通，在能源清潔化、低碳化的全球浪潮下，壓氣儲能的市場前景無限寬廣。負責人向記者透露：「能儲一號」項目興建期間，已經有美國、荷蘭、南非等國投資方或能源主管部門對「能儲一號」表達了興趣；雖然多國有過相關研究與實踐，但真正讓「非補燃」的先進技術路線工程化落地，中國還是頭一個。

「未來，我們希望以技術為核心，向世界輸出包含上下游產業鏈的整體方案，讓壓氣儲能成為中國綠色能源的一張名片。」陶剛説。

（文章來源：中國網財經）