创新支撑全球首套100兆瓦先进压缩空气储能项目落地，“双碳”目标再迈一步——
经过数天的连续奋战，位于河北省张家口市张北县的全球首套100兆瓦先进压缩空气储能示范项目于日前倒送电成功，并进入系统带电调试阶段。这个由中国科学院工程热物理所（下称中科院工热所）和中储国能（北京）技术有限公司（下称中储国能）共同研制生产的项目，规模为100兆瓦、效率达到70.4%，是个名副其实的“大电池”。
压缩空气储能主要利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在高压密封设施内，在用电高峰释放出来驱动燃气轮机发电。作为压缩空气储能技术研发的重要参与者，我国目前在相关领域有哪些技术突破？
攻坚克难
深耕技术
中科院工热所自2004年起开展压缩空气储能相关技术研究，先后完成蓄热式压缩空气储能系统与液态空气储能系统研发，并在国际上首次提出超临界压缩空气储能技术，建成了国内首个完整的压缩空气储能研发设计体系及国家能源大规模物理储能技术研发中心。
历经17载，中科院工热所在科研的道路上扎扎实实地走好每一步。从千瓦级试水起步，到2013年河北廊坊1.5兆瓦蓄热式压缩空气储能示范系统、2016年贵州毕节10兆瓦级新型压缩空气储能示范项目、2021年山东肥城10兆瓦盐穴先进压缩空气储能项目发电并网，再到现在的河北张家口国际首套100兆瓦先进压缩空气储能示范项目的发电并网，我国的压缩空气储能技术实现了跨越式的发展。
从10兆瓦到100兆瓦，不仅是数字的变化，也是技术的巨大创新。中科院工热所研发团队依托国家能源大规模物理储能技术研发中心等各科研测试平台，实现了大规模压缩空气储能系统的部件研发、流程优化与筛选、系统性能测试与检验等工作，为大规模压缩空气储能系统的研发和产业化提供了技术支撑。
“2017年，我们启动100兆瓦系统研发及示范项目建设工作，同年完成了整个系统的设计。随后两年，在核心设备研制、优化方面，我们不断探索创新，已完成了设备加工、测试等工作。2021年，我们又完成了示范项目土建施工、设备安装及系统集成工作，并于当年底实现并网，开始系统带电调试工作。”中科院工热所储能研发中心产业化办公室主任、中储国能总经理纪律介绍，中科院工热所100兆瓦先进压缩空气储能技术已获得了国家发展和改革委员会等相关部门的支持，同时被列入工业和信息化部《首台（套）重大技术装备推广应用指导名录》等。
“截至目前，在压缩空气储能研发方面，研发团队已提交了400余件国内外专利申请，其中260余件获得授权。”纪律表示，压缩空气储能在提高电力系统效率、安全性和经济性等方面，具有广阔的发展空间和强劲的竞争力。未来，研发团队将继续在大规模先进压缩空气储能、高效飞轮储能、蓄冷蓄热、新型抽水蓄能系统等方面继续探索，积极推动技术应用及储能产业化，为实现“碳达峰、碳中和”目标、构建新型电力系统贡献力量。
市场巨大
纷纷入局
当前，我国要实现能源生产和消费革命，迫切需要解决可再生能源大规模接入、分布式区域能源系统负荷平衡等重大问题，而大容量储能正是解决上述问题的关键技术支撑。
尽管我国早已开始了压缩空气储能等电力储能系统的探索创新，但由于压缩空气储能是多学科交叉、多过程耦合的系统工程，要开展全套核心关键技术研发，需要组建大规模研发团队，建设包括基础研究、设备及系统的研发平台。
据国际能源署预测：到2050年，中国电力储能系统的容量将达到200吉瓦，占发电总量的10%至15%。世界电力储能系统的容量将从现在占发电总量的2.7%增加到10%至15%，甚至更高。市场规模将达数万亿元人民币，市场需求巨大而迫切。
巨大的市场需求，吸引了众多高校及科研单位纷纷入局。除了中科院工热所，中国科学院过程工程研究所储能团队利用液态空气具有密度大且易于储存的特点，研发出液态空气储能技术，并拥有“液态空气储能系统能效提升装置及方法”等多件专利；国家电网全球能源互联网研究院储能团队致力于液态压缩空气储能技术的研发，已拥有“一种储罐增压型的深冷液态空气储能系统”等多件发明专利；以刘文毅教授为代表的华北电力大学能源动力与机械工程学院储能团队，主要从事压缩空气蓄能系统性能仿真技术研发，开展10兆瓦级先进压缩空气储能技术研发与示范工作，已取得一定成效。
此外，目前还有一大批研发团队进入这个领域进行研发布局，助力实现“双碳”目标。（刘弘一）
（编辑：晏如）
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