移動充電寶，大家應(yīng)該再熟悉不過了，出門在外，它可謂手機(jī)“護(hù)身符”。但你聽說過“空氣充電寶”嗎？最近，一個地表最強(qiáng)“空氣充電寶”建成，為啥要建這個“新型充電寶”，給誰充電？它是“快充”嗎？以它為代表的新型儲能如何影響我們生活？
01
“年紀(jì)”輕，能量大
這個有地表最強(qiáng)“空氣充電寶”之稱的，就是山東肥城的全球最大先進(jìn)壓縮空氣儲能國家示范電站，該項目日前已并網(wǎng)發(fā)電。
山東肥城300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能國家示范電站全景
很多人可能會有疑問，“空氣”怎么當(dāng)充電寶使呢？這就要從壓縮空氣儲能項目的原理說起。
其實(shí)它的基本原理很簡單：能量守恒。它把電能轉(zhuǎn)換成空氣壓力能和一部分熱能進(jìn)行存儲，在需要發(fā)電時把高壓空氣釋放，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。
壓縮空氣儲能和充電寶異曲同工：把多余的電先儲存起來，需要時再釋放出來。換言之，我們?nèi)粘Ｓ玫某潆妼氁彩且环N儲能產(chǎn)品。不同于給手機(jī)、筆記本電腦等小型產(chǎn)品“服務(wù)”的移動充電寶，壓縮空氣儲能的服務(wù)對象是電網(wǎng)，助力“靠天吃飯”的太陽能、風(fēng)能發(fā)電能穩(wěn)定、流暢地接入電網(wǎng)，存儲備用，促進(jìn)新能源消納。
壓縮空氣儲能項目原理示意圖
原理雖簡單，但實(shí)力并不簡單：效率高、規(guī)模大、壽命長等都是壓縮空氣儲能的優(yōu)點(diǎn)，而鹽穴壓縮空氣儲能具有更多優(yōu)勢，比如建設(shè)周期短、成本低、安全性高等。
就拿山東肥城的鹽穴壓縮空氣儲能項目來說，充滿電需要8個多小時，儲1度電最終能放出0.72度電，可連續(xù)放電6小時，年發(fā)電量可達(dá)6億度，在用電高峰可為20萬~30萬戶居民提供電力保障。而且響應(yīng)速度快，從接到指令到發(fā)電設(shè)備高效運(yùn)轉(zhuǎn)，6~8分鐘即可完成，可謂是“超級快充”。國網(wǎng)山東省電力公司工作人員表示，這個效率在傳統(tǒng)和新型壓縮空氣儲能領(lǐng)域都是國際最高水平。
它利用當(dāng)?shù)刎S富的鹽穴（鹽井開采完后形成的地下空間，是大規(guī)模壓縮空氣儲能理想的儲氣場所）資源——將壓縮的空氣儲存在了附近地下的鹽穴中，降低了成本。南方電網(wǎng)工作人員介紹，在形成一定規(guī)模后，采用鹽穴儲氣的壓縮空氣儲能項目具有明顯成本優(yōu)勢，和采用儲氣罐的壓縮空氣儲能項目相比，其建設(shè)成本可下降30%左右。
漏氣、坍塌，是很多人擔(dān)心的問題。
“鹽穴壓縮空氣儲能安全性非常高，因為鹽巖具有非常低的滲透率，且力學(xué)性能穩(wěn)定。即便腔體產(chǎn)生裂縫，天然礦鹽遇水溶化再凝固后，裂縫也會很快自愈，能夠保證儲存腔的密閉性。”國網(wǎng)山東省電力公司工作人員介紹，一般來說，用來儲氣的鹽穴都是“精挑細(xì)選”的，前期會通過一系列資料收集和勘察排查手段，來測試鹽穴的氣密性等，以避免鹽穴出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象。
與此同時，鹽穴可承受的壓力高達(dá)幾百兆帕，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于空氣壓縮儲能所需的幾兆帕到十幾兆帕，不易發(fā)生坍塌或破裂。
江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目
此外，相較于2.1小時新型儲能項目的平均儲能時長，鹽穴壓縮空氣儲能可達(dá)6~8小時乃至更久。與此同時，和抽水蓄能電站6至8年的建設(shè)周期相比，其1.5至2年的建設(shè)周期堪比“坐火箭”，不但“長”得快且“活”得還長，壽命可達(dá)40至50年，儲釋能上萬次。
種種優(yōu)點(diǎn)，讓“年輕”的壓縮空氣儲能，盡管在中國只有十多年的開發(fā)史，卻發(fā)展飛速，成為后起之秀。
02
“新”與“熱”
壓縮空氣儲能的發(fā)展，其實(shí)是我國新型儲能近幾年迅猛發(fā)展的一個縮影。
很多人要問了，什么是新型儲能？它是相較于傳統(tǒng)儲能抽水蓄能而言的，包括新型鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、機(jī)械儲能等。
它究竟“新”在哪呢？
首先是技術(shù)新，我國目前已建或在建的新型儲能項目，應(yīng)用了多種先進(jìn)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了多項核心技術(shù)的突破。
除技術(shù)新外，新型儲能還有建設(shè)周期短、選址靈活、應(yīng)用場景多元、環(huán)保等特點(diǎn)。“傳統(tǒng)儲能雖然成熟可靠，但電站建設(shè)周期較長，需占用大量土地資源，對地形要求嚴(yán)格，還有可能破壞生態(tài)環(huán)境。”國網(wǎng)河北電科院設(shè)備中心李秉宇表示，如果說傳統(tǒng)儲能是個體積大、儲量大的大型充電寶，新型儲能就是個小巧輕便的便攜式充電寶。
江蘇常州的一個抽水蓄能電站
國家能源局最新數(shù)據(jù)顯示，截至2024年一季度末，全國已建成投運(yùn)新型儲能項目裝機(jī)規(guī)模超3500萬千瓦，可滿足兩千多萬戶居民的用電需求。2023年一年，我國新型儲能新增裝機(jī)規(guī)模是“十三五”末裝機(jī)規(guī)模的近10倍。
新型儲能迅猛發(fā)展背后，是我國新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的持續(xù)快速增長。
2021年3月15日召開的中央財經(jīng)委員會第九次會議提出，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。截至2023年底，我國風(fēng)光發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到10.5億千瓦，同比增長38.6%，占國內(nèi)發(fā)電總裝機(jī)容量的36%。根據(jù)國家規(guī)劃，預(yù)計到“十四五”末，新能源將成為各地的主力電源，可再生能源發(fā)電裝機(jī)占電力總裝機(jī)的比例將超過50％，到2030年，風(fēng)電和光伏的裝機(jī)將不低于12億千瓦。
伴隨著“蒸蒸日上”的數(shù)據(jù)，新能源發(fā)電的間歇性、波動性對電網(wǎng)安全影響越來越大，“棄光棄風(fēng)”現(xiàn)象時有發(fā)生。
去年，我國有些城市出現(xiàn)限電情況，其實(shí)一定程度上反映出風(fēng)光等新能源并未充分承擔(dān)起在電力系統(tǒng)中的作用。儲能作為一種重要的電網(wǎng)靈活性調(diào)節(jié)資源，它的發(fā)展，可以說制約著更高比例和更大規(guī)?？稍偕茉吹牟⒕W(wǎng)進(jìn)度。簡言之，如果儲能“跟不上”，新能源裝機(jī)量再大，實(shí)際發(fā)電量也上不來。
李秉宇表示，儲能可以很好地解決新能源發(fā)電與用電端時間不匹配的問題，從而減少棄風(fēng)棄光，提升新能源發(fā)電的利用率。因此，儲能電站需求日益緊迫。通過它，我們可以讓電量的多少聽從調(diào)度，變得連續(xù)、穩(wěn)定和可控。
比如，中午前后光伏發(fā)電非常富余，但無法消納，那就可以通過儲能先存下來，在用電高峰期再釋放出來。除了削峰填谷，新型儲能還可以提升電網(wǎng)抗干擾能力，從而增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性和可靠性。
加之蓄水儲能電站對地形有要求，且成本高昂，不是哪里有需求就可以建在哪里，在這種背景下，中央和地方相繼出臺多項政策，鼓勵新能源配儲，作為傳統(tǒng)儲能的重要補(bǔ)充。
“可以說，新型儲能是新型電力系統(tǒng)的重要支撐。”李秉宇如是說。
2024年，“發(fā)展新型儲能”被首次寫入政府工作報告，為該行業(yè)發(fā)展按下“加速鍵”。截至2024年一季度末，全國已建成投運(yùn)新型儲能累計裝機(jī)較2023年底增長超過12%，同比增長超過210%。
在裝機(jī)容量的喜人數(shù)據(jù)背后，部分新型儲能發(fā)展還面臨一些利用率較低、盈利模式不清晰、回本周期較長等問題。國家相關(guān)部門也已注意到了這些問題，并陸續(xù)出臺政策，明確細(xì)則，以提高新型儲能利用率和收益。相關(guān)企業(yè)也對盈利模式進(jìn)行了積極探索。
“給予建設(shè)單位好的盈利，能夠極大激發(fā)投資者信心。”國網(wǎng)山東省電力公司工作人員表示，只有有了經(jīng)濟(jì)性，行業(yè)才能良性發(fā)展。
責(zé)任編輯：陳曉芳
