你听说过“空气充电宝”吗？日前，全球规模最大先进压缩空气储能项目在山东肥城首次并网发电成功，每年可以发电约6亿度，为100万居民提供高质量的电能。从技术空白到全球领先，山东超级“空气充电宝”到底是如何炼成的？
山东超级“空气充电宝”
创多项世界之最
4月30日，国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低且具有完全自主知识产权的300MW/1800MWh先进压缩空气储能国家示范电站项目在山东肥城并网发电，这标志着全球压缩空气储能电站正式迈入300兆瓦级单机商业化新时代。
据悉，这一新型压缩空气储能电站充满电需要8个多小时，储1度电最终能放出0.72度电，可连续放电6小时，年发电量可达6亿度，在用电高峰可为100万居民提供电力保障。
近日，中国科学院工程热物理研究所所长、研究员陈海生向齐鲁晚报·齐鲁壹点记者介绍，该电站采用中国科学院工程热物理研究所自主研发的先进压缩空气储能技术，研发团队突破了300MW级压缩空气储能系统全套核心关键技术，攻克了多级宽负荷压缩机和多级高负荷透平膨胀机技术、高效超临界蓄热换热器技术、系统全工况优化设计与集成控制技术，创造性研制出300MW多级高负荷透平膨胀机、多级宽负荷组合式压缩机和高效紧凑式蓄热换热器等核心装备。系统单位成本较100MW系统下降30%以上，系统装备自主化率达100%，实现了完全自主可控。
据介绍，压缩空气储能是一种新型储能技术，整个过程通过空气的压缩和释放实现电能的存储和输出，相当于一个“超级充电宝”。在用电低谷时，利用电能将空气压缩到地下盐穴中；用电高峰时，再释放压缩空气进行发电。该技术可以将低质、低值的电能转化为高质、高值的电能释放出来，是实现“绿色电力”从发电到应用的重要环节。
丰富的岩穴资源
可大幅降低建设成本
“山东肥城有丰富的岩穴资源，比较适合压缩空气储能的储气压力。通过地下盐穴的储气，可以大幅降低建设成本。”当被问起项目落地山东的原因，陈海生介绍说，“山东省是能源大省，对储能有重大的需求。同时，山东具有很好的市场机制，整个营商环境和政策支持都非常好。”
为积极推动长时储能试点应用，促进先进储能技术规模化发展，助力构建新型电力系统，2023年7月，山东省印发了《关于支持长时储能试点应用的若干措施》，这是国内首个支持长时储能发展的地方性专项政策，明确提出长时储能可享受优先接入电网、优先租赁、容量补偿标准提高、减免输配电价等优惠政策。“用四个月就把这个政策制定出来了，这是全国第一个。”山东省肥城市副市长、中国科学院工程热物理研究所高级工程师周学志向记者介绍。
攻关压缩空气储能技术
用了将近二十年
早在2004年，陈海生就率先开始了压缩空气储能技术的研究，并组建起一支目前国内规模最大的新型压缩空气储能技术研发团队。此后，他带领团队一步一个脚印，实现了从基础研究到关键技术到集成示范再到产业化一次又一次跨越式发展。“我们采取了从一个胜利走向另一个胜利的策略，从1千瓦到15千瓦、1.5兆瓦、10兆瓦、100兆瓦，现在做到300兆瓦。”谈起压缩空气储能技术的发展历程，陈海生颇有感触，“围绕这一项技术，我们前前后后用了将近二十年。”
当被问到未来的发展方向，陈海生说：“国家的重大需求就是我们的工作方向，现在我们逐渐从跟跑走向了和国际最前沿的科技并跑，未来我们有可能要引领，我们能做的或者说我们必须做好的只有创新、创新、再创新，只有创新才能够实现高水平科技自立自强。”
目前，山东肥城国际首套300MW/1800MWh先进压缩空气储能国家示范电站按照电网调度措施，正在开展发电试运，试运结束后，将转入正式商业运行。
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地下盐穴何以变身“超级充电宝”？
盐穴是盐矿开采后的废弃矿洞，通常位于地下近千米，容积可达数十万立方米，且穴壁夯实，耐得住高压。即便腔体产生裂缝，天然矿盐遇水融化再凝固后，裂缝很快就会自愈，这使得盐穴具备良好密闭性和自愈性，可用于储存高压空气、天然气、石油和氢气等能源。以往盐矿采空后，常规处理方式是对老井进行注水封堵，防止发生地面塌陷等事故，未能实现综合利用。
近年来，随着新能源的快速发展，电力系统对调节能力的需求日益增大，新型储能的重要性愈发凸显，而利用盐穴储能则成为目前最合适的储能形式之一。你是不是很好奇地下盐穴何以变身超级“空气充电宝”？其原理并不复杂，当电力过剩时，将空气压缩储存到足够大的腔体里，可将电能转化为压缩空气势能。当需要用电时，高压空气经过加热，进入膨胀机变成常压空气，在此过程中带动发电机发电，空气压缩势能即可转化成电能输出。
作为新型储能典型代表，压缩空气储能技术是目前除了抽水蓄能外最为成熟的物理储能技术之一，也是一种极具发展前景的大规模清洁物理储能技术。
（齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 时海侠）
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