地表最强“空气充电宝”，是这样炼成的！

4月30日，国际首套300兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站在山东肥城首次并网发电成功。这意味着，我国具有目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压缩空气储能电站。

国际领先！肥城大规模压缩空气储能电站投运

据介绍，该电站建设规模为300兆瓦/1800兆瓦时，采用中科院工程热物理研究所自主研发的先进压缩空气储能技术，利用山东肥城市丰富的地下盐穴资源，通过空气为介质在电网侧进行大规模电力储能，具有规模大、效率高、寿命长、清洁无污染、安全性高等优点，并可实现连续放电6小时，年发电约6亿度，可有效提升区域电网的调峰能力，促进风电、光电等新能源消纳，每年可节约标准煤约18.9万吨，减少二氧化碳排放约49万吨。

从各项技术指标上看，目前，该电站可谓“地表最强”！

为电网打造“充电宝”，压缩空气储能技术是如何工作的？

压缩空气储能，简单来说，就是用电来带动压缩机然后产生高压的空气，存放在储气装置当中。在用电高峰时，高压的空气释放驱动膨胀机旋转来带动发电机。

这样一来，原本被储藏的电又被释放，实现了能量的转化存储。

可再生能源发电具有间歇性、波动性，而储能电站就像“电力银行”，在电网用电低谷时，利用风能、太阳能等可再生能源发电，给储能电站充电；在电网用电高峰时，将储存于电站中的能量转化为电能进行放电。压缩空气储能具有储能容量大、成本低、寿命长、安全环保等优点，被认为是目前最具发展潜力的大规模储能技术之一。

这一技术虽然起源于国外，但着实是在我国得到了发扬光大。早在2004年，中国科学院工程热物理研究所就开始了储能相关研究，2005年，中国科学院工程热物理研究所副研究员陈海生公派英国访学，和导师共同提出了“液态空气储能”概念，并在英国建成国际首套兆瓦级液态空气储能装置。

当时，传统压缩空气储能技术存在效率不高的缺点。德、美两国储能电站的效率仅分别为42%、54%。也就是说，存进去1度电，只能放出来大约半度，另外半度在存、放的过程中被消耗了。而且，传统压缩空气储能装置必须依赖天然气提供热源。

这两个缺点在油气资源丰富的国家尚可接受，但放到“缺油少气”的中国，无疑是致命短板。

2009年，工程热物理所提出具有自主知识产权的先进压缩空气储能技术：在用电低谷时，用压缩机取代燃气轮机压缩空气，同时回收压缩热；在用电高峰时，释放储存的热量加热高压空气，驱动膨胀机，带动发电机发电。

这一改进不仅不使用额外的燃料，实现零排放，还将原先浪费掉的压缩热能利用起来，储能效率大幅提高，理论上可达70%以上。因地制宜，本土化的条件就此建立起来。

这一技术飞跃的重要基础，来自中国科学院对叶轮机械的深厚研究工程热物理所创始人——吴仲华先生。他是国际公认的“叶轮机械先锋”，而压缩空气储能系统的关键正是叶轮机械的高效运转。

从研究攻克核心部件压缩机、膨胀机的内部流动与传热机理相关的难题，到以水为介质解决蓄热蓄冷燃耗问题，从1.5兆瓦到10兆瓦再到100兆瓦系统，经过10余年技术攻关，2021年，国际首套百兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目在张家口顺利并网，发电效率达到70.4%。经过进一步技术创新，山东肥城300兆瓦示范电站“更上一层楼”，设计效率达72.1%！

随着国家“双碳”目标的提出，储能产业迎来发展机遇。过去10年间，我国风电光伏装机增长了8倍，2023年，风电光伏装机历史性地超过火电储能，不仅登上了历史舞台，并且将扮演重要角色，而中国也成为全世界对储能需求最强烈的国家。

综合来源：新华社、中国科学院工程热物理研究所、中国科学报、新京报等