讓空氣變身“超級充電寶”

—— 張北縣百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目見聞

4月中旬的張家口壩上，風(fēng)吹原野，春光明媚。位于張北縣廟灘云計(jì)算產(chǎn)業(yè)園內(nèi)的百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目廠區(qū)內(nèi)，技術(shù)人員正進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)備的整體運(yùn)行調(diào)試。

張北縣百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目是國家可再生能源示范區(qū)示范項(xiàng)目和省重點(diǎn)項(xiàng)目，也是世界首套百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能項(xiàng)目，具有重要的里程碑意義。項(xiàng)目總投資8.4億元，主要建設(shè)風(fēng)、光、儲一體化儲能站，建設(shè)規(guī)模為100兆瓦，由中科院工程熱物理研究所提供技術(shù)支持、張北巨人能源有限公司投資建設(shè)。去年底，項(xiàng)目主體建設(shè)完工，完成主要設(shè)備安裝及系統(tǒng)集成。目前，該項(xiàng)目已進(jìn)入系統(tǒng)帶電調(diào)試和工程收尾階段。

“張家口是國家級可再生能源示范區(qū)，張北地區(qū)有著豐富的風(fēng)能、太陽能等新能源發(fā)電資源，這為項(xiàng)目開展提供了絕佳場所?！敝锌圃汗こ虩嵛锢硌芯克鶅δ苎邪l(fā)中心產(chǎn)業(yè)化辦公室主任、中儲國能（北京）技術(shù)有限公司總經(jīng)理紀(jì)律介紹，儲能系統(tǒng)相當(dāng)于“蓄水池”，可以把不穩(wěn)定的新能源電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定、可控的優(yōu)質(zhì)電能，有效地提高新能源電能利用和供需平衡。

壓縮空氣儲能就是讓“空氣藏電”。紀(jì)律介紹，壓縮空氣儲能是利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣，并將其儲藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰時(shí)釋放出來驅(qū)動膨脹機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

儲能系統(tǒng)車間內(nèi)布置著很多管道和容器，乍一看感覺就像進(jìn)入了化工廠。工作人員告訴筆者，系統(tǒng)的工作過程只是空氣壓放的物理過程，沒有化學(xué)反應(yīng)，也就沒有需要排棄的廢物。

一壓一放，似乎并不復(fù)雜，不過張北縣百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目的技術(shù)團(tuán)隊(duì)卻克服了不少前所未有的挑戰(zhàn)?！皞鹘y(tǒng)的壓縮空氣儲能技術(shù)存在依賴儲氣洞穴、依賴化石燃料以及系統(tǒng)效率較低等問題?！奔o(jì)律表示，為突破這些弊端，實(shí)現(xiàn)新型儲能技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用，項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)攻克了一系列壓縮空氣儲能關(guān)鍵技術(shù)。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過建設(shè)大容量高壓空氣儲氣罐，或采用壓縮空氣液化儲存，擺脫了對儲氣洞穴的依賴；通過蓄熱技術(shù)回收利用氣體壓縮過程產(chǎn)生的熱量，擺脫了對燃燒化石燃料提供熱量的依賴；通過高效的壓縮、膨脹、超臨界蓄熱及換熱，大大提升了整體系統(tǒng)效率。經(jīng)過努力，技術(shù)團(tuán)隊(duì)先后攻克了寬負(fù)荷壓縮機(jī)、高負(fù)荷膨脹機(jī)、高效緊湊式蓄熱換熱器等關(guān)鍵技術(shù)，具有集成度高、效率高、可靠性高及壽命長等優(yōu)點(diǎn)。

走出廠房，可見兩個(gè)銀色的巨型球狀蓄冷、蓄熱罐，在陽光的照耀下，罐體閃閃發(fā)亮。紀(jì)律說，新型壓縮空氣儲能具有高安全性，空氣擴(kuò)散能力很強(qiáng)，不具可燃性，無爆炸和燃燒風(fēng)險(xiǎn)。

“我們一次儲能循環(huán)能發(fā)電40萬千瓦時(shí)，如果按照每個(gè)家庭每日10-20千瓦時(shí)用電來算，相當(dāng)于2萬-4萬戶家庭的每日用電量?！奔o(jì)律表示，系統(tǒng)規(guī)模越大、儲能容量越高，系統(tǒng)的效率就越高，隨之單位成本越低、經(jīng)濟(jì)性越好。張北縣百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率達(dá)到70%，建成后將成為國際上規(guī)模最大、效率最高的先進(jìn)壓縮空氣儲能電站。（河北日報(bào)記者 郭曉通 通訊員 田 博 石炎夏）

短評

科技創(chuàng)新加快“追風(fēng)逐光”腳步

“雙碳”背景下，新能源扮演的角色正在從生力軍向主力軍轉(zhuǎn)變。面對風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，推進(jìn)新能源開發(fā)、存儲、消納等各環(huán)節(jié)高質(zhì)量穩(wěn)步發(fā)展，科技創(chuàng)新就成了關(guān)鍵利器。

張北縣百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能示范項(xiàng)目類似一個(gè)大型“充電寶”，可配合風(fēng)電、光伏、區(qū)域電網(wǎng)、云計(jì)算中心等聯(lián)合運(yùn)行，形成大規(guī)模儲能系統(tǒng)運(yùn)行新模式。看似天方夜譚的“空氣藏電”成為現(xiàn)實(shí)，正是科技創(chuàng)新的“魔力”。

在科技創(chuàng)新的持續(xù)驅(qū)動下，張北縣新能源開發(fā)應(yīng)用帶來諸多驚喜。國家風(fēng)光儲輸示范工程采用世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電技術(shù)路線，破解了大規(guī)模新能源集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用難題；技術(shù)上創(chuàng)造12項(xiàng)世界第一的張北柔性直流電網(wǎng)工程，助力冬奧場館實(shí)現(xiàn)100%清潔能源供應(yīng)；國家能源大型風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)研發(fā)（實(shí)驗(yàn)）中心張北風(fēng)電試驗(yàn)基地，已成為我國大規(guī)模新能源接入后電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)試驗(yàn)平臺……科技創(chuàng)新讓張北縣新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展充滿無限活力。

當(dāng)前，張北縣風(fēng)電、光伏總裝機(jī)規(guī)模801萬千瓦，年發(fā)電量超過100億千瓦時(shí)，裝機(jī)規(guī)模位居全國前列?！白凤L(fēng)逐光”的腳步不停歇，該縣正加快建立健全以企業(yè)為主體、市場為導(dǎo)向、產(chǎn)學(xué)研用相結(jié)合的新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系，加快推動實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)模式創(chuàng)新和科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新融合發(fā)展新格局，努力在新一輪新能源開發(fā)應(yīng)用的“賽道”上跑出好成績。（郭曉通）