6月19至20日，國務院國資委新聞中心“走進新國企——品牌引領·智鏈未來”融媒體采訪團造訪中國能源建設集團有限公司（以下簡稱“中國能建”），探訪中國能建“研投建營數(shù)”一體化的“能儲一號”又一代表性工程——山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范電站，領略數(shù)智科技賦能的魅力，探尋新質(zhì)生產(chǎn)力的足跡。

踐行“雙碳”戰(zhàn)略 助力電網(wǎng)“削峰填谷”

在山東泰安項目現(xiàn)場，一座規(guī)模宏大的能源新地標正在拔地而起。該項目由中國能建數(shù)科集團主體投資建設，一期1臺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(fā)電4小時（預留容量可延長至6小時，屬于可擴容長時儲能），年發(fā)電量高達4.6億度，相當于20多萬家庭一年的生活用電。憑借其單機功率世界領先的地位以及顯著的綜合效益，該項目已入選2023年山東省新型儲能示范項目、2024年山東省重大項目名單和2024年山東省新舊動能轉(zhuǎn)換重大產(chǎn)業(yè)攻關項目。

作為世界在建的最大單機功率壓縮空氣儲能項目、中國能建首個商業(yè)化壓氣儲能項目，山東泰安項目不僅是中國能建在壓縮空氣儲能領域?qū)崿F(xiàn)從“0到1”原創(chuàng)突破和“1到100”規(guī)?；瘧秒p向突破的典范，更是盤活當?shù)貜U棄鹽穴資源、帶動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級的生動實踐。項目建成投產(chǎn)后，將極大提高區(qū)域電網(wǎng)供電可靠性，為山東省構建新型電力系統(tǒng)和泰安市打造千萬千瓦級儲能基地注入強勁動力，有力助推“雙碳”目標的實現(xiàn)。

空氣看不見摸不著，到底如何儲存能量？山東泰安項目經(jīng)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(qū)動‘打氣筒’，將空氣壓縮至‘氣球’里形成高壓狀態(tài)。”

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于巧妙利用地下廢棄鹽穴作為儲氣庫?？諝鈮嚎s過程中產(chǎn)生的熱量，則以熱水、熔鹽等形態(tài)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(qū)動空氣透平發(fā)電機組，就像吹動風電機組的“大風車”一樣，產(chǎn)生電能向電網(wǎng)供電。這一過程有效實現(xiàn)了電網(wǎng)的“削峰填谷”，顯著提升了電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和對風電、光伏等波動性新能源的消納能力。

“智”創(chuàng)世界紀錄 攻克關鍵核心技術

面對“單機大容量”帶來的技術挑戰(zhàn)，中國能建依托“揭榜掛帥”機制，匯聚國內(nèi)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(xiàn)了關鍵設備100%國產(chǎn)化，在系統(tǒng)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。

單機功率350兆瓦是什么概念？“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(xù)供電5小時。”項目公司董事長陶剛解釋。在此之前，壓氣儲能的建設規(guī)模徘徊在幾十兆瓦區(qū)間，已投入商運最高的是60兆瓦的江蘇金壇項目。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范工程“能儲一號”全容量并網(wǎng)發(fā)電，創(chuàng)下單機功率、儲能規(guī)模和轉(zhuǎn)換效率三個世界紀錄。而泰安在建的350兆瓦項目標志著中國能建在壓縮空氣儲能領域再攀新高峰。

談起為何主動選擇“啃硬骨頭”，研發(fā)如此大功率、大容量的壓氣儲能項目，陶剛告訴記者：想要調(diào)節(jié)整個區(qū)域電網(wǎng)的電力波動，需要儲能達到一定規(guī)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(zhuǎn)換效率、帶動傳統(tǒng)裝備制造轉(zhuǎn)型升級，特別是便于電網(wǎng)靈活性調(diào)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(fā)電環(huán)節(jié)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(huán)節(jié)集中攻關，首次通過內(nèi)循環(huán)實現(xiàn)了“非補燃”，不需要任何化石燃料，因此不產(chǎn)生任何污染。“不僅無污染，大自然空氣進入我們電站系統(tǒng)，經(jīng)過溫度壓力的變化，甚至還能得到過濾，去掉一些粉塵雜質(zhì)。”劉少勇告訴記者，“相當于一個‘大型空氣凈化器’！”

打造“能儲一號” 領航壓氣儲能產(chǎn)業(yè)

作為多領域攻關成果的聚合，“能儲一號”泰安項目的優(yōu)勢還不止于此。

山東省巖鹽礦在開采礦山主要集中分布于大汶口盆地內(nèi)，盆地巖鹽礦床分布在岱岳區(qū)馬莊鎮(zhèn)和肥城市邊院鎮(zhèn)，總面積45平方公里，埋深800米--1500米之間，探明儲量75億噸。過去為保持地質(zhì)穩(wěn)定，需要注水實現(xiàn)壓力平衡。“現(xiàn)在，我們將鹽礦開采留下的廢棄空腔開發(fā)成儲氣庫，”數(shù)科集團深地技術公司副總經(jīng)理李景翠指出，“既降低了安全風險與維護成本，也是將傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)‘再激活’。” 　

泰安的鹽穴如同復雜扭曲的“地下迷宮”。面對鹽穴“腔體九曲回腸、沉渣堆積如山、極窄礦柱遮擋”的復雜構造，泰安項目首創(chuàng)“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群的真實形狀和位置，解決了世界級勘探難題，為注采井的精確定位奠定基礎。

項目首次突破千米深層超大尺寸鉆完井技術，成功攻克千米深地超大尺寸鉆井世界級難題，在相當于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”的功夫鉆成巨型能源通道——這條打破常規(guī)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、低位排鹵”妙招，實現(xiàn)在極端傾斜、沉渣深厚的條件下，高效、徹底地將底部的鹵水“抽干榨凈”，成功解決了復雜地形帶來的排鹵難題。

據(jù)了解，天然鹽穴在山東、湖北、江蘇、山東、江西、云南等省份都有廣泛分布，傳統(tǒng)開發(fā)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%以上鹽穴資源屬于水平對接和壓裂連通類型，地質(zhì)條件更為復雜。“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，相當于把沉睡的資源盤活了！”深地技術專家萬繼方說。

而在天然鹽穴較少的地區(qū)，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(chuàng)——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(jīng)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(chǎn)業(yè)鏈的整體方案，讓壓氣儲能成為中國綠色能源的一張名片。”陶剛說。