近年来,我国能源系统面向“双碳”目标不断转型升级,正在建设的新型电力系统对大规模长时储能的需求也在不断攀升。
9月28日,由中国能建数科集团联合中国能建华东建投、泰安市泰山新能源发展有限公司等单位共同投资建设的350兆瓦盐穴压缩空气储能示范工程在山东省泰安市举行开工仪式。
据介绍,该项目一期建设一台350兆瓦/140万千瓦时机组,设计储能/充电时间8小时,释能/放电时间4小时。采用高温绝热方案,系统综合转换效率达70%以上,两期全部投运后,年发电量约为10亿千瓦时。
在接受澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者采访时,中国能建数科集团党委书记、董事长万明忠表示,该工程是目前全球规模最大的盐穴压缩空气储能项目,全球首创低熔点熔融盐高温绝热压缩技术,建成后将在压缩空气储能领域刷新单机功率、转换效率和储能规模等三项世界纪录。
开工仪式现场 中国能建数科集团/供图
压缩空气储能有望成为大规模长时储能领域的支柱产业
压缩空气储能(CASE),与大众熟知的抽水蓄能同属机械储能技术路线,其通过高度压缩空气的形式来进行能量储存,也是少数几种能够适用于长时间(数小时至数十小时)和大容量(几十至数百兆瓦)储能的储能技术。
“对比其他新型储能技术,压缩空气储能技术具有大功率、长周期、高安全性的技术优势,非常适合为新型电力系统提供区域级的辅助服务。”中国能建数科集团党委委员、副总经理李峻称。
据介绍,压缩空气储能电站建设周期仅需18个月,可快速满足电网调峰、储能的需求。同时,压缩空气储能电站选址相比于抽水蓄能更加灵活,不仅可以采用天然盐穴作为储气库,还可以采用人工造穴的方式制造储气库。
中国工程院院士杨春和表示,抽水蓄能、压气储能是大规模发展储能技术的优选,压缩空气储能必将成为大规模储能领域的支柱产业。
“压缩空气储能电站效率高、成本低、绿色环保,适用于大规模、长时间、电力调峰、调频、调相、旋转备用、应急响应等储能应用场景,可极大地提升电力系统效率、稳定性、安全性,是目前唯一可以对标抽水蓄能电站的储能形式。”
中国能建数科集团山东泰安项目负责人陶刚表示,对压缩空气储能来说,单机容量的提升,可以有效提高机组的整体调峰能力,同时,显著降低单位容量造价。
正推动建立压缩空气储能标准体系
“压缩空气储能电站建设是一项系统性工程。相比抽水蓄能电站而言,压缩空气储能电站建设周期短,但难度和挑战较大,需要统筹好地面工程和地下储气库工程的建设。一方面需确保各分项工程按期高质量完成,另一方面需保证地上和地下工程的充分衔接。”
目前国内压缩空气储能还处于产业导入期,技术成熟度和产业化都需要山东泰安、湖北应城等大规模、大容量示范工程来验证和推进。
据了解,当前我国在压缩空气储能电站的设计、安装、运维等环节还缺乏细化的国家标准。
对此,中国能建数科集团工程技术中心负责人陈永安向澎湃新闻(www.thepaper.cn)记者表示,中国能建正积极参与国家和行业标准制定。依托中国能建“揭榜挂帅”科研项目和湖北应城、山东泰安等300兆瓦级示范工程,联合设计企业、施工安装调试企业和装备企业,从工程实践中总结经验和技术成果,正在编制一系列技术标准,为压缩空气储能领域标准体系的建立,以及推动大规模压缩空气储能产业化贡献力量。
谈及建立完善技术标准体系面临的难点,中国能建数科集团工程技术中心主任助理张春琳谈道:一是需要兼顾科学性、系统性、逻辑性、开放性原则;二是行业跨度大,需同时兼顾地面工艺系统和地下储气库工程;三是涉及专业多,可借鉴的工程经验少,需要在科研和示范工程建设实践中不断总结。
看好未来储能的商业化前景
在电力市场化改革的背景下,储能商业化的前景如何?
当前,我国新型储能正在迈入规模化发展的关键阶段,产业尚处于起步初期,商业模式不明朗,或已成为制约新型储能进一步发展的瓶颈。
中国能建数科集团储能开发事业部总经理李军表示,储能技术是支撑我国大规模发展新能源、保障能源安全的关键技术之一,具有提高新能源消纳比例、保障电力系统安全稳定运行、提高发输配电设施利用率、促进多网融合等多方面作用。
此外,储能技术也是将随机波动能源变为友好能源的关键技术之一。应用储能技术,可打破原有电力系统发输变配用必须实时平衡的瓶颈。在电源侧,储能技术可联合火电机组调峰调频、平抑新能源出力波动,并具备调相、旋转备用以及应急响应发电等功能;在电网侧,储能技术可支撑电网调峰调频,在系统发生故障或异常情况下保障电网运行安全;在用户侧,储能技术可在实现用户冷热电气综合供应的同时,充分调动负荷侧资源弹性,支撑电网需求侧响应。
“尽管新型储能的商业模式不明朗,但储能是未来智能电网不可或缺的重要组成部分,我们坚定地看好未来储能的商业化前景。”李军称。