“成功！”伴随着最后一个控制开关被合上，宽敞明亮的集控室内爆发出热烈的掌声与欢呼声，大家激动地在一起握手、拥抱，庆祝中国能建主体投资建设的“能储一号”全球首座、湖北应城300MW压气储能示范工程全容量并网发电成功。这个名副其实的“大国重器”，为我国电力工业发展的恢宏画卷再添一抹亮色。
湖北应城压气储能示范工程单机功率达300MW、储能容量达1500MWh、系统转换效率约70%，是目前世界单机功率最大的全容量并网发电压气储能示范工程。“创造了单机功率、储能规模和转换效率三项世界纪录，具有首创性、示范性和引领性的里程碑意义。”中国能建党委书记、董事长宋海良表示，作为能源建设领域的主力军、国家队，中国能建依托全产业链业务优势，超前布局战略性新兴产业和未来产业，助力我国压气储能技术与工程化水平领跑全球，为新型电力系统建设和能源绿色低碳转型发展提供关键支撑。
湖北应城，全国井矿盐主产区、中部地区最大盐业储备基地，素有“膏都盐海”之城的美誉。自1969年运用水溶法开采以来，应城盐穴溶腔容积达4000余万立方米。很多人知道这里出盐，但很少有人知道，盐开采利用后形成的空腔资源也可以“变废为宝”。“能储一号”就是这样一个盐穴利用成为压缩空气储能的成功范例。
压缩空气储能是一项新型蓄电技术，因其建设周期短、大功率、长时间、高安全、长寿命等优势而成为能源行业追逐的热点，是目前除抽水蓄能之外最为成熟的物理储能技术之一，堪称“超级绿色充电宝”。“我国风电、光伏等新能源装机规模不断增加，但它们比较‘调皮’，电力供应有时过剩有时不足，而且频率忽高忽低，就需要储能来担当‘绿电管家’，平衡电网供需。”中国能建数科集团副总经理李峻介绍道，简单来说，就是利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，将其储藏在高压密封设施内，在用电高峰释放出来发电。
压缩空气储能工作示意图
近年来，我国压气储能产业化进程明显提速，相关技术经历了从无到有、从弱到强、从跟跑到领跑的发展转变，国内1.5MW、10MW 、60MW级压气储能项目陆续投运。“能储一号”单机功率一举跃升至300MW，看似简单的数字升级，背后却是“从0到1”的重大突破。
“300MW规模与目前我国电源主力装机结构的火电机组容量相近，但‘能储一号’通过创新采用‘非补燃’技术，实现了零碳排放，在全绿色中实现了对燃煤机组替代。”李峻告诉记者，目前世界上大部分已投运的盐穴型压气储能电站都需要天然气来加热空气，这个过程叫作“补燃”，都不可避免会产生污染排放以及造成压缩热的损失，然而，“能储一号”却不依赖外界能源，是利用自身的“内循环”实现“非补燃”，能够做到真正的“零碳”。
“大家都知道打气筒在打气的时候会发热，这就是空气压缩过程中会产生热量，我们把这个热量巧妙地利用起来了。”据李峻介绍，通过自主研发的先进技术，将空气压缩过程中产生的热量进行回收再利用，机组在“一呼一吸”间完成储电和发电，全过程无任何化石燃料参与，没有任何燃烧、排放，集全绿色、非补燃、高效率和低成本于一体，成为世界压气储能电站的标杆。
2022年7月，“能储一号”应城压气储能项目正式动工建设；2024年4月9日，首次并网一次成功；2025年1月9日，全容量并网发电……
“电站关键核心技术装备实现了100%国产化，攻克了多项技术难题，形成了完全具有自主知识产权和标准体系的新型储能技术。我们在这里实现了梦想，并超越了梦想！”全程参与应城项目建设的中国能建中南院能源工程公司副总经理刘江激动地说。
据中国工程院院士杨春和介绍，300MW的压缩空气储能为世界首例、无经验可循，所以建多大规模，是否存在不可逾越的技术障碍、能否自主研发，如何克服盐穴的腐蚀性……在项目论证之初，一系列极具挑战性的问题接踵而至。
敢向潮头立，敢为天下先。中国能建直面挑战，向新求质、向新图强：组织业内专家组论证、专项技术团队攻关，联合行业领军企业、装备龙头企业，加强与高校、科研院所紧密合作……持续释放“研投建营数”一体化优势活力，打通压气储能领域的“任督二脉”，“能储一号”走向成功的路径愈发清晰——
数百米的地下存储转换能量。用盐穴做储气库地上部分技术相对成熟，但是地下最深处达600米，这样的深度、加上300MW的规格，对上部的适配器要求非常高，同时要减少盐分对管柱、叶片的侵蚀都是难上加难。“在这个项目中，我们首次使用压裂连通井储存高压空气，把利用盐穴沉渣空间利用理念变成了工程实践，首次提出并实现了高位注气—低位排卤等一系列新技术，高效利用了孔隙储气，建成了具有70万方左右的地下储气空间，保证30万千瓦机组的正常运行，这项技术在世界上遥遥领先。”杨春和表示。
从无到有打造动力澎湃的巨无霸。在“能储一号”之前，压气储能工程项目的建设徘徊在几十兆瓦区间。单机功率300MW级，储能容量1500MWh——“能储一号”构思设想和最终建成，将推动压气储能行业发展实现指数级别的跃升。这样的规模意味着什么？“能储一号”满负荷工作时，每日充放电循环吞吐的空气量达到1.35万吨，相当于320节高铁车厢的重量，年均发电约5亿千瓦时，可以满足25万家庭一年的生活用电需求。
国内体量最大的储换热球罐。“能储一号”的储热系统核心装备，单罐直径19米，单罐重量500吨。在此之前，国内还从未有过适用于压缩空气储能频繁储换热工况、储热温度能达到180摄氏度以上的大型球罐。“球罐施工难度极大，为预防在焊接过程中球罐发生变形的问题，我们必须由12位技术精湛的焊接工程师同时施焊，才能保证焊接平衡。”中国能建集团装备有限公司负责储换热球罐生产的工作人员回忆道。
900多个日夜栉风沐雨，1000余名建设者勠力同心。“能储一号”全球首座全容量并网发电成功，“中国能建压气储能系统解决方案”在工程实践中得到了充分验证，实现了数十项国际首创、首次突破，形成了大规模压缩空气储能领域的自主产权和标准体系，锻造了一系列国际首创技术和配套产品，铸就国产技术核心竞争力。
在全球能源绿色低碳转型、新能源高速发展的背景下，各种新型能源存储技术不断涌现。2024年，国家能源局正式发布56个新型储能试点示范项目名单，其中11个是压缩空气储能路线，“能储一号”作为其中的佼佼者，正逐步彰显出巨大潜力与广阔应用前景。
通常来说，持续放电时间不低于4小时、寿命不低于20年的储能技术为长时储能。
“‘能储一号’能够每天蓄能8小时、释能5小时，使用寿命长达30年以上。每年将节约标煤15.9万吨，减少二氧化碳排放41.1万吨，可有效应对新能源发电的波动性、间歇性、随机性等世界性难题，电力调峰能力是同规模火电机组的三倍，是新能源发展的‘最佳拍档’。”中国能建首席专家，数科集团党委书记、董事长万明忠表示，以“能储一号”为代表的长时储能具有长时间、大容量、强构网等特性，是构建新型电力系统的关键支撑，将为电网安全稳定运行和新能源消纳发挥重要作用。
据万明忠介绍，“能储一号”自2024年4月9日首次并网后，已圆满完成湖北电网调度优化和2024年迎峰度夏保供电任务，并将以全容量发电参与2025年迎峰度冬电力保障工作，充分验证大容量、高效率、超时长“压缩空气储能系统解决方案”的可靠性、创新性和推广性。
随着技术成熟度提高与规模化效应显现，压气储能项目投资回报率逐渐提升，“能储一号”在带来稳定的经济回报的同时，带动了上下游产业链发展，形成集系统研发、设备制造、电站建设、系统运维为一体的战略新兴产业集群，创造超万个就业机会。
“从0到1”的工程化突破已经成功实现，“由1到100”的产业化跃升蓝图也早已在运筹帷幄之中。
在甘肃酒泉下辖的县级市玉门，中国能建投资建设的酒泉压气储能电站正在紧张施工。同样是300MW装机容量，在这里，中国能建将挑战另一个世界首创——全球首个地下人工硐室型压缩空气储能项目。
酒泉压气储能电站全景效果图
在山东泰安，中国能建投资建设的350MW压缩空气储能创新示范工程现场如火如荼，该项目采用中温绝热方案，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。
“我们将在‘能储一号’应城示范工程的带动下，着眼电网侧储能、负荷侧储能、新能源基地绿电外送、火电低碳改造、深地空间综合利用等应用场景，持续推动压气储能向更大容量、更高效率、更长时方向进行技术革新和工程化落地。”万明忠胸有成竹。
着眼未来，中国能建正精心绘制一幅宏伟壮丽的发展蓝图。
“我们将以项目全容量并网发电为新的发展契机，继续加大工程实践推广，持续推动压气储能向更高效率、更低成本、更大规模方向进行技术革新。”宋海良表示，中国能建将加快产业化布局，在受端的中东部用电负荷区，依托盐穴资源，加快建设应城、菏泽、潜江等新型储能基地，解决大规模新能源存储和消纳难题；在送端“沙戈荒”新能源富集区，依托人工硐室建设新型储能大基地，解决新能源就地消纳和外送难题，促进能源资源的优化配置与高效利用，激活新能源产业发展的新引擎；借助“一带一路”发展机遇，推动先进压缩空气储能技术在全球范围内广泛应用和推广，为全球应对气候变化和挑战提供中国智慧、中国方案。
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文图：李继红、王晓彤
编辑：李继红
校审：齐立强
来源：中国能建品牌部、数科集团
