讓空氣變身“超級充電寶”

——?張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目見聞

4月中旬的張家口壩上，風吹原野，春光明媚。位于張北縣廟灘云計算產業(yè)園內的百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目廠區(qū)內，技術人員正進行各項設備的整體運行調試。

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

“張家口是國家級可再生能源示范區(qū)，張北地區(qū)有著豐富的風能、太陽能等新能源發(fā)電資源，這為項目開展提供了絕佳場所。”中科院工程熱物理研究所儲能研發(fā)中心產業(yè)化辦公室主任、中儲國能（北京）技術有限公司總經理紀律介紹，儲能系統(tǒng)相當于“蓄水池”，可以把不穩(wěn)定的新能源電能轉化為穩(wěn)定、可控的優(yōu)質電能，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”。紀律介紹，壓縮空氣儲能是利用電網負荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，并將其儲藏在高壓密封設施內，在用電高峰時釋放出來驅動膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。

儲能系統(tǒng)車間內布置著很多管道和容器，乍一看感覺就像進入了化工廠。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，沒有化學反應，也就沒有需要排棄的廢物。

一壓一放，似乎并不復雜，不過張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目的技術團隊卻克服了不少前所未有的挑戰(zhàn)。“傳統(tǒng)的壓縮空氣儲能技術存在依賴儲氣洞穴、依賴化石燃料以及系統(tǒng)效率較低等問題?！奔o律表示，為突破這些弊端，實現(xiàn)新型儲能技術的規(guī)模化應用，項目技術團隊攻克了一系列壓縮空氣儲能關鍵技術。

項目團隊通過建設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；通過蓄熱技術回收利用氣體壓縮過程產生的熱量，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。經過努力，技術團隊先后攻克了寬負荷壓縮機、高負荷膨脹機、高效緊湊式蓄熱換熱器等關鍵技術，具有集成度高、效率高、可靠性高及壽命長等優(yōu)點。

走出廠房，可見兩個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。紀律說，新型壓縮空氣儲能具有高安全性，空氣擴散能力很強，不具可燃性，無爆炸和燃燒風險。

“我們一次儲能循環(huán)能發(fā)電40萬千瓦時，如果按照每個家庭每日10-20千瓦時用電來算，相當于2萬-4萬戶家庭的每日用電量?！奔o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、經濟性越好。張北縣百兆瓦先進壓縮空氣儲能示范項目系統(tǒng)設計效率達到70%，建成后將成為國際上規(guī)模最大、效率最高的先進壓縮空氣儲能電站。（河北日報記者?郭曉通?通訊員?田?博?石炎夏）

短評

科技創(chuàng)新加快“追風逐光”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變。面對風電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電的不穩(wěn)定性，推進新能源開發(fā)、存儲、消納等各環(huán)節(jié)高質量穩(wěn)步發(fā)展，科技創(chuàng)新就成了關鍵利器。

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

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

當前，張北縣風電、光伏總裝機規(guī)模801萬千瓦，年發(fā)電量超過100億千瓦時，裝機規(guī)模位居全國前列?！白凤L逐光”的腳步不停歇，該縣正加快建立健全以企業(yè)為主體、市場為導向、產學研用相結合的新能源產業(yè)技術創(chuàng)新體系，加快推動實現(xiàn)產業(yè)模式創(chuàng)新和科學技術創(chuàng)新融合發(fā)展新格局，努力在新一輪新能源開發(fā)應用的“賽道”上跑出好成績。（郭曉通）

關鍵詞： 奮進新征程