粟靈

江蘇是我國新能源大省。截至2024年3月底，該省風(fēng)電和光伏裝機(jī)容量達(dá)到6708.32萬千瓦，在總裝機(jī)容量中占比升至36.45%。這樣大體量、高比例的新能源裝機(jī)給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和靈活調(diào)節(jié)帶來巨大挑戰(zhàn)。

儲能是提高電力系統(tǒng)靈活性、穩(wěn)定性的有效手段之一。然而，由于江蘇地勢較為平坦，傳統(tǒng)的抽水蓄能發(fā)展受限，裝機(jī)量遠(yuǎn)不如廣東、浙江、河北等其他新能源大省?！叭绾我虻刂埔税l(fā)展新型儲能”成為江蘇建設(shè)新型電力系統(tǒng)的一道必答題。

地上無山，地下有穴。江蘇是我國井鹽資源大省，采鹽后形成的地下洞穴為新型儲能開辟道路。

2022年5月26日，位于江蘇省常州市的金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目（以下簡稱“金壇示范項(xiàng)目”）正式投運(yùn)。這是世界首個(gè)非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能電站，也是我國壓縮空氣儲能領(lǐng)域首個(gè)國家示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目由中國鹽業(yè)集團(tuán)有限公司（以下簡稱“中鹽集團(tuán)”）、中國華能集團(tuán)有限公司（以下簡稱“中國華能”）、清華大學(xué)合作共建。

“大力發(fā)展鹽穴綜合利用，對于我國能源儲備安全、清潔能源利用具有積極而現(xiàn)實(shí)的意義，也是中鹽集團(tuán)落實(shí)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，實(shí)現(xiàn)鹽行業(yè)價(jià)值創(chuàng)新的重要途徑，已成為中鹽集團(tuán)‘十四五時(shí)期一項(xiàng)重要戰(zhàn)略安排。”中鹽集團(tuán)黨委書記、董事長李耀強(qiáng)說。

新的機(jī)遇

中鹽集團(tuán)以金壇為根據(jù)地，在鹽穴綜合利用領(lǐng)域布局已久。

鹽穴是利用水溶開采方式在地下較厚的鹽層采礦后形成的地下洞穴。對閑置的鹽穴進(jìn)行綜合利用，既節(jié)約了投資，又可以穩(wěn)定地質(zhì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)也為油、氣、電等能源的儲備提供成熟的經(jīng)驗(yàn)。

中鹽鹽穴綜合利用股份有限公司（以下簡稱“中鹽鹽穴”）黨總支書記、常務(wù)副總經(jīng)理謝衛(wèi)煒告訴《國資報(bào)告》記者，2000年國家啟動“西氣東輸”工程后，中國石油與中鹽集團(tuán)探討在中國建設(shè)鹽穴儲氣項(xiàng)目的可行性，這項(xiàng)技術(shù)當(dāng)時(shí)在歐美國家已有成熟應(yīng)用。

經(jīng)過多年探索，2007年2月，中鹽集團(tuán)與中國石油合作建設(shè)的西氣東輸鹽穴儲氣庫正式投產(chǎn)注氣，被稱為“中國鹽穴儲氣第一庫”。該儲氣庫現(xiàn)已發(fā)展為國家管網(wǎng)西氣東輸鹽穴儲氣庫群。

中鹽集團(tuán)在鹽穴儲氣領(lǐng)域的“朋友圈”不斷擴(kuò)大。除中國石油（后相關(guān)資產(chǎn)劃歸國家管網(wǎng)集團(tuán)）外，中國石化也與之合作，于2016年6月合作建設(shè)投產(chǎn)了川氣東送配套工程首個(gè)鹽穴儲氣庫。

下游燃?xì)馄髽I(yè)也聞風(fēng)而動。中國市場五大城燃集團(tuán)之一——港華燃?xì)馀c中鹽集團(tuán)合作建設(shè)了港華燃?xì)鈨鈳?。該?xiàng)目于2018年10月投產(chǎn)，是國內(nèi)城鎮(zhèn)燃?xì)馐讉€(gè)鹽穴庫及商業(yè)儲氣項(xiàng)目。

為加快發(fā)展鹽穴綜合利用業(yè)務(wù)，2021年8月，中鹽集團(tuán)成立了專門的二級公司中鹽鹽穴。依托近20年實(shí)踐，中鹽鹽穴具備了勘探、施工、設(shè)計(jì)、造腔、運(yùn)行及監(jiān)測等一整套鹽穴儲氣庫建設(shè)技術(shù)和豐富的工程建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。2022年1月，港華金壇鹽穴儲氣庫項(xiàng)目獲得“第十九屆中國土木工程詹天佑獎(jiǎng)”。

中鹽集團(tuán)及新成立的中鹽鹽穴積極探索鹽穴利用的新技術(shù)與新方向。

“雙碳”目標(biāo)提出后，我國新能源行業(yè)迎來跨越式發(fā)展，新型儲能也隨之水漲船高。

何謂儲能？傳統(tǒng)的煤電類似于紡織品，不受產(chǎn)地和時(shí)間限制，可按需定產(chǎn)；風(fēng)電、光伏等新能源類似于農(nóng)產(chǎn)品，受產(chǎn)地、時(shí)間等限制，難以按需定產(chǎn)，需要配建倉庫，儲能就是能源的“倉庫”。倉庫可建在產(chǎn)地，也可建在物流環(huán)節(jié)，還可建在消費(fèi)者家里，儲能則對應(yīng)分為發(fā)電側(cè)儲能、電網(wǎng)側(cè)儲能、用戶側(cè)儲能。

何謂新型儲能？在我國已投運(yùn)的儲能項(xiàng)目中，抽水蓄能占比近60%，除抽水蓄能外的其他儲能被稱為“新型儲能”。

按照能量儲存方式，儲能主要分為物理儲能、化學(xué)儲能、電磁儲能三類，其中物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，化學(xué)儲能主要包括鋰電池、鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲能主要包括超級電容、超導(dǎo)儲能等。

近年來，我國新型儲能發(fā)展迅猛。僅在2020年底時(shí)，其占比還不足10%，如今占比已超40%。國家能源局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2024年一季度末，全國已建成投運(yùn)新型儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3530萬千瓦/7768萬千瓦時(shí)，較2023年底增長超過12%，較2023年一季度末增長超過210%。

今年全國兩會上，“發(fā)展新型儲能”首次寫入政府工作報(bào)告。今年1月，由國務(wù)院國資委等7部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動未來產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的實(shí)施意見》，在未來能源部分也提出“加快發(fā)展新型儲能”。

從鹽穴儲氣到新型儲能，中鹽集團(tuán)將“朋友圈”擴(kuò)展到電力領(lǐng)域。

新的合作

2020年12月，中鹽集團(tuán)、中國華能、清華大學(xué)合資成立中鹽華能儲能科技有限公司（以下簡稱“中華儲能”）。金壇示范項(xiàng)目是三方合作的第一步。

金壇鹽穴壓縮空氣儲能，是一種利用地下鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術(shù)，在用電低谷期時(shí)可將空氣壓縮到鹽穴中，用電高峰期時(shí)再釋放壓縮空氣發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。它具有容量大、壽命長、安全環(huán)保等優(yōu)勢。

金壇示范項(xiàng)目落地前，清華大學(xué)的“非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能技術(shù)”已經(jīng)歷過兩輪演化升級?！胺茄a(bǔ)燃”是針對補(bǔ)燃而言，后者在釋放壓縮空氣發(fā)電時(shí)，會燃燒煤、天然氣等加熱空氣產(chǎn)生更大推力，而非補(bǔ)燃沒有這個(gè)過程，因而更加環(huán)保。

2014年，安徽蕪湖500千瓦非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能工業(yè)試驗(yàn)電站建成，儲能系統(tǒng)效率40%，即每儲存1度電最后可釋放0.4度電。

2016年，青海西寧100千瓦非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能試驗(yàn)電站建成，這是世界首座光熱復(fù)合式非補(bǔ)燃壓儲系統(tǒng)，儲能系統(tǒng)效率51%。

在前兩輪演化升級基礎(chǔ)上，清華大學(xué)蓄力第三次演化升級。2015年，清華大學(xué)與中鹽集團(tuán)合作，開始“基于鹽穴的壓縮空氣儲能系統(tǒng)項(xiàng)目”的科技研究。2017年，雙方共同成立壓縮空氣儲能技術(shù)聯(lián)合研究中心；中鹽集團(tuán)還與中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授盧強(qiáng)合作，設(shè)立盧強(qiáng)院士工作站。

建設(shè)規(guī)?；膬δ茈娬拘枰娏ζ髽I(yè)加入。中鹽集團(tuán)和清華大學(xué)向中國華能拋出橄欖枝。中國華能是五大發(fā)電央企之一，江蘇是該公司的重點(diǎn)布局區(qū)域之一，2019年中國華能曾與江蘇省簽約打造千萬千瓦級海上風(fēng)電基地。

2017年5月，金壇示范項(xiàng)目獲得國家能源局立項(xiàng)。項(xiàng)目于2018年12月奠基，2022年5月投入商業(yè)運(yùn)營，電電轉(zhuǎn)換率達(dá)到60%以上，即每儲存1度電最后可發(fā)電0.6度以上。該項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模6萬千瓦/30萬千瓦時(shí)，即最大充/放功率6萬千瓦，也就是每小時(shí)最多能發(fā)電6萬度；儲能容量30萬千瓦時(shí)，也就是一個(gè)儲能周期可存儲電量30萬度，相當(dāng)于6萬居民一天的用電量。項(xiàng)目每年可完成調(diào)峰電量1.3億度，減排二氧化碳3萬噸。

站在項(xiàng)目沙盤前，謝衛(wèi)煒介紹，金壇示范項(xiàng)目的核心設(shè)備區(qū)域分為4個(gè)主要系統(tǒng)。第一是世界上參數(shù)最高的多級離心式空氣壓縮機(jī)（6萬千瓦），由沈鼓研制，分為低壓、中壓、高壓三臺串聯(lián)啟動，其作用是在用電低谷期時(shí)利用電網(wǎng)多余的電來壓氣。

第二是世界上單臺容量最大、溫度參數(shù)最高的油-氣換熱器，由哈電集團(tuán)研制。系統(tǒng)中的導(dǎo)熱油可替代“燃補(bǔ)”，在壓氣時(shí)吸收空氣熱量，放氣時(shí)為空氣加熱，從而有效提升儲能系統(tǒng)效率。整個(gè)過程導(dǎo)熱油不發(fā)生燃燒，不對外排放二氧化碳。

第三是世界最大非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲能系統(tǒng)的空氣透平和發(fā)電機(jī)（6萬千瓦），由東方電氣研制。透平是turbine（渦輪機(jī)）的音譯，“空氣透平+發(fā)電機(jī)”大致相當(dāng)于火電站的“汽輪機(jī)+發(fā)電機(jī)”。

第四是地下鹽穴。金壇示范項(xiàng)目所利用的這個(gè)鹽穴，不是改造的老腔，而是從一開始就科學(xué)規(guī)劃的新腔。鹽穴位于地下1000米左右，采鹽使用水溶法，即向鹽層注水形成鹵水，再將鹵水抽出地面。利用相關(guān)技術(shù)，抽空后的鹽層形成紡錘形的鹽穴，最大直徑約80米，高度超過100米，容積超過22萬立方米，相當(dāng)于105個(gè)標(biāo)準(zhǔn)泳池。高溫高壓下，空腔內(nèi)的鹵水會再次結(jié)晶，將裂縫自動愈合。如此形成的空腔氣密性好且承壓能力強(qiáng)，最高可承受200個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，相當(dāng)于醫(yī)用氧氣鋼瓶的數(shù)倍。

“儲能電站的核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)了100%國產(chǎn)化?！敝x衛(wèi)煒說。

新的藍(lán)圖

以金壇示范項(xiàng)目為起點(diǎn)，中鹽集團(tuán)謀劃新藍(lán)圖。

“金壇示范項(xiàng)目遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模將達(dá)100萬千瓦，肩負(fù)壓縮空氣儲能技術(shù)試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建、工程及商業(yè)運(yùn)營示范‘三大目標(biāo)任務(wù)，集聚產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢資源，致力于壓縮空氣儲能的‘中國創(chuàng)造與‘中國標(biāo)準(zhǔn)，將為構(gòu)建以新能源為主的新型電力系統(tǒng)提供儲能新方案?！敝x衛(wèi)煒說。

他表示，未來金壇示范項(xiàng)目擴(kuò)建工程還將開掘新的鹽穴，加裝新的設(shè)備，擴(kuò)大裝機(jī)規(guī)模。除了金壇示范項(xiàng)目擴(kuò)建，中鹽鹽穴正在推動陜西榆林鹽穴壓縮空氣儲能項(xiàng)目落地。

技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域的工作也在持續(xù)推進(jìn)。

謝衛(wèi)煒介紹，技術(shù)上，該公司目前已累計(jì)申請專利百余項(xiàng)，核心專利56項(xiàng)。研發(fā)并驗(yàn)證了高負(fù)荷離心壓縮機(jī)、高參數(shù)換熱器、大型空氣透平等首（臺）套核心設(shè)備，建立了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系。

標(biāo)準(zhǔn)上，該公司發(fā)布了我國壓縮空氣儲能領(lǐng)域首個(gè)編碼標(biāo)準(zhǔn)和并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，完成2項(xiàng)IEC（國際電工委員會）國際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布、1項(xiàng)IEC國際標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)，已發(fā)布和正在編制的國標(biāo)和行標(biāo)12項(xiàng)，逐漸形成了中國壓縮空氣儲能標(biāo)準(zhǔn)體系。

人才上，培養(yǎng)了一批兼具科研創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的壓縮空氣儲能專業(yè)人才，其中4人成為IEC注冊專家，3人入選全國電力儲能標(biāo)委會專家，我國首批壓縮空氣儲能電站值長獲得資格認(rèn)證上崗，為推動行業(yè)發(fā)展提供了人才支撐和儲備。

“我國鹽穴壓縮空氣儲能技術(shù)已達(dá)到世界領(lǐng)先水平。我們跟外國專家一起開會時(shí)，他們對此表現(xiàn)出濃厚興趣?！彼f。

商業(yè)運(yùn)營領(lǐng)域，中鹽鹽穴推動國家政策不斷完善。

謝衛(wèi)煒介紹，2023年江蘇省有關(guān)部門出臺了關(guān)于鹽穴壓縮空氣儲能項(xiàng)目的“兩部制”電價(jià)政策，支持其為調(diào)峰提供的服務(wù)保障。目前，該項(xiàng)目已實(shí)現(xiàn)盈利。

此外，中鹽集團(tuán)還與清華大學(xué)、中科院武漢巖土力學(xué)研究所和南方科技大學(xué)開展了鹽穴前沿技術(shù)聯(lián)合研究。

對于2023—2030年發(fā)展規(guī)劃，謝衛(wèi)煒透露，該公司將加大鹽穴儲能國家示范項(xiàng)目應(yīng)用推廣，加快全國布局，形成對陜西、河南、湖北等其他區(qū)域的技術(shù)推廣和帶動輻射。

到2025年，該公司將持續(xù)擴(kuò)大儲氣庫規(guī)模，重點(diǎn)布局鹽穴儲氣、鹽穴壓縮空氣儲能、鹽穴儲氫、鹽穴儲油、鹽穴液流電池、二氧化碳捕集等6個(gè)技術(shù)方向，突破10項(xiàng)重點(diǎn)技術(shù)，形成5項(xiàng)標(biāo)志性成果，在小分子鹽穴儲存領(lǐng)域技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，突破小分子氣體儲存新技術(shù)的空白。

到2030年，該公司將實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)總額翻兩番，營業(yè)收入提高20倍以上，建成較為完整的鹽穴綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。