儲(chǔ)能作為新型電力系統(tǒng)的重要組成部分，能為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、需求響應(yīng)支撐等多種服務(wù)，是提升電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟(jì)性和安全性的重要手段。隨著可再生能源并網(wǎng)規(guī)模不斷增加，配儲(chǔ)成為新要求，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)迎來快速發(fā)展階段。
作為一家以綠色發(fā)展為主線的央企，中國(guó)綠發(fā)投資集團(tuán)有限公司(以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)綠發(fā)”)一直以“推進(jìn)綠色發(fā)展、建設(shè)美麗中國(guó)”為使命，聚焦發(fā)展綠色能源、低碳城市、幸福產(chǎn)業(yè)、戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。中國(guó)綠發(fā)在不斷推進(jìn)可再生能源項(xiàng)目落地的同時(shí)，布局了包括液化空氣儲(chǔ)能等在內(nèi)的新型綠色技術(shù)。那么，儲(chǔ)能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的過程中將扮演何種角色?未來應(yīng)如何布局新型儲(chǔ)能技術(shù)?中國(guó)綠發(fā)在新型電力系統(tǒng)建設(shè)過程中開展了哪些技術(shù)攻關(guān)?帶著這些問題，本報(bào)記者日前采訪了中國(guó)綠發(fā)綠色能源產(chǎn)業(yè)的專業(yè)平臺(tái)公司——中國(guó)綠發(fā)天津中綠電投資股份有限公司董事、總經(jīng)理、黨委副書記孫培剛。
加快新能源產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)
中國(guó)能源報(bào)：在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，我國(guó)新能源行業(yè)呈高速發(fā)展態(tài)勢(shì)。作為以綠色發(fā)展為主線的中央企業(yè)，中國(guó)綠發(fā)對(duì)新能源發(fā)展進(jìn)行了哪些布局?
孫培剛：中國(guó)綠發(fā)是根據(jù)黨中央、國(guó)務(wù)院深化國(guó)資國(guó)企改革部署，于2020年12月整建制重組成立的一家股權(quán)多元化中央企業(yè)，致力于建設(shè)世界一流綠色產(chǎn)業(yè)投資集團(tuán)。目前中國(guó)綠發(fā)布局國(guó)內(nèi)12個(gè)新能源資源富集省份，在建運(yùn)營(yíng)項(xiàng)目57個(gè)、裝機(jī)718萬(wàn)千瓦，業(yè)務(wù)涵蓋陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、儲(chǔ)能等，先后投資開發(fā)了國(guó)內(nèi)第一批陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電、第二批光伏發(fā)電特許權(quán)項(xiàng)目。
在青海格爾木，中國(guó)綠發(fā)承建了國(guó)網(wǎng)首個(gè)光伏扶貧項(xiàng)目;在江蘇東臺(tái)，建成當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)離岸距離最遠(yuǎn)、單位規(guī)模最大、施工條件最復(fù)雜、電壓等級(jí)最高的海上風(fēng)電項(xiàng)目，項(xiàng)目獲國(guó)家優(yōu)質(zhì)工程獎(jiǎng);在江蘇如東，建成國(guó)內(nèi)首個(gè)全生命周期數(shù)字化智慧型如東海上風(fēng)電場(chǎng)，創(chuàng)造國(guó)內(nèi)海上風(fēng)電行業(yè)首個(gè)超視距通訊、國(guó)內(nèi)首個(gè)基于北斗定位的救援系統(tǒng)等多項(xiàng)第一。
“十四五”期間，中國(guó)綠發(fā)將以“厚植基礎(chǔ)、示范引領(lǐng)、特色發(fā)展”為總體思路，系統(tǒng)謀劃大型風(fēng)電光伏基地和海上風(fēng)電基地項(xiàng)目，通過建購(gòu)并舉、廣泛合作，加快產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，形成海陸齊發(fā)、多能互補(bǔ)、科技賦能的產(chǎn)業(yè)布局，實(shí)現(xiàn)基地化、規(guī)?；?、精益化發(fā)展。預(yù)計(jì)到“十四五”末，中國(guó)綠發(fā)建設(shè)運(yùn)營(yíng)新能源裝機(jī)容量將達(dá)3000萬(wàn)千瓦。
中國(guó)能源報(bào)：針對(duì)新型電力系統(tǒng)建設(shè)，中國(guó)綠發(fā)做了哪些工作?
孫培剛：中國(guó)綠發(fā)積極探索新型電力系統(tǒng)建設(shè)，在青海海西建設(shè)了魯能海西多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程，打造電網(wǎng)友好型清潔能源項(xiàng)目，取得了良好的示范效果：作為集風(fēng)、光、熱、儲(chǔ)、調(diào)、荷于一體的創(chuàng)新項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)多種電源優(yōu)化組合、互補(bǔ)運(yùn)行及多種能源深度融合，達(dá)到1+1>2的效果，有效改善風(fēng)電和光伏輸出不穩(wěn)定、不可調(diào)節(jié)的缺陷，提升電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力，解決當(dāng)前阻礙新能源大規(guī)模并網(wǎng)的技術(shù)難題，為世界能源革命提供了中國(guó)樣本。
拓展新型儲(chǔ)能技術(shù)熱門賽道
中國(guó)能源報(bào)：如何看待儲(chǔ)能在構(gòu)建新型電力系統(tǒng)中的地位和作用?
孫培剛：未來新型電力系統(tǒng)將以新能源為主體，為解決新能源的不穩(wěn)定性和間歇性等問題，在電力系統(tǒng)配置一定儲(chǔ)能，發(fā)揮削峰填谷、輔助服務(wù)等作用十分必要。
目前儲(chǔ)能技術(shù)種類較多，包括抽水蓄能、飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、鋰離子電池、液流電池等，其中抽水蓄能、鋰離子電池等儲(chǔ)能技術(shù)已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其他儲(chǔ)能技術(shù)尚處于示范應(yīng)用或?qū)嶒?yàn)室階段。相比之下，抽水蓄能地理?xiàng)l件要求高(需要上下水庫(kù))、投資大、建設(shè)工期長(zhǎng)，而電池儲(chǔ)能面臨運(yùn)行安全、廢舊電池需回收等問題。
中國(guó)能源報(bào)：在新型儲(chǔ)能技術(shù)中，壓縮空氣儲(chǔ)能和液化空氣儲(chǔ)能是熱門賽道。兩種技術(shù)有何優(yōu)劣?
孫培剛：壓縮空氣儲(chǔ)能由壓縮單元、儲(chǔ)氣室和膨脹發(fā)電單元組成。儲(chǔ)能時(shí)，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下，壓縮單元將空氣壓縮至高壓狀態(tài)，然后進(jìn)入儲(chǔ)氣室進(jìn)行存儲(chǔ);釋能時(shí)，儲(chǔ)氣室內(nèi)的高壓空氣進(jìn)入透平驅(qū)動(dòng)其做功，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。
液化空氣儲(chǔ)能是通過壓縮空氣方式儲(chǔ)存電能，并經(jīng)降溫液化后以液態(tài)空氣形式進(jìn)行存儲(chǔ)的新型儲(chǔ)能方式。在儲(chǔ)能階段，該技術(shù)利用電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)對(duì)純凈的常壓常溫空氣進(jìn)行壓縮，并通過蓄熱介質(zhì)存儲(chǔ)壓縮熱，壓縮空氣流經(jīng)冷箱進(jìn)行多級(jí)預(yù)冷后液化，液態(tài)空氣以常壓低溫形態(tài)存儲(chǔ)于低溫儲(chǔ)罐中。在釋能階段，液態(tài)空氣經(jīng)低溫泵增壓后，經(jīng)多級(jí)升溫后汽化，并通過蓄冷器存儲(chǔ)液態(tài)空氣冷量，汽化后的常溫高壓空氣經(jīng)加熱后產(chǎn)生高壓高溫氣體，驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電機(jī)發(fā)電。
壓縮空氣儲(chǔ)能需要大容積高壓儲(chǔ)氣條件，通常采用地下洞穴來滿足儲(chǔ)氣要求，地理?xiàng)l件限制明顯，而建立地面高壓儲(chǔ)氣設(shè)施成本過高。無(wú)論哪種存儲(chǔ)方式，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)都存在儲(chǔ)能密度低的問題。相比之下，液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)基于低溫空氣液化和蓄冷技術(shù)，將電能以常壓、低溫、高密度的液態(tài)空氣形式存儲(chǔ)，儲(chǔ)能密度是壓縮空氣儲(chǔ)能的10-15倍，解決了空氣存儲(chǔ)和恒壓釋放的問題，具有可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、不受地理?xiàng)l件限制等突出優(yōu)點(diǎn)。因此，液化空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)可廣泛且靈活應(yīng)用于可再生能源并網(wǎng)及電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)的削峰填谷等場(chǎng)景。
積極布局液化空氣儲(chǔ)能
中國(guó)能源報(bào)：中國(guó)綠發(fā)重點(diǎn)布局開發(fā)了哪種儲(chǔ)能技術(shù)?
孫培剛：我們通過多方面調(diào)研、比選、論證，重點(diǎn)布局液化空氣儲(chǔ)能。與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，液化空氣儲(chǔ)能具有大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能、安全、長(zhǎng)壽命、不受地理?xiàng)l件限制等優(yōu)點(diǎn)，與綠色能源產(chǎn)業(yè)互補(bǔ)性強(qiáng)、技術(shù)關(guān)聯(lián)度高，具有廣闊的發(fā)展前景。
截至目前，在液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外尚無(wú)成熟的商業(yè)化項(xiàng)目在運(yùn)，僅有少數(shù)單位開展了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和示范項(xiàng)目建設(shè)。在國(guó)內(nèi)，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所(以下簡(jiǎn)稱“中科院理化所”)建成了100千瓦液化空氣儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，蓄冷效率90%，并成功研制間歇運(yùn)行深冷液化冷箱。在國(guó)外，英國(guó)建成了5000千瓦/1.5萬(wàn)千瓦時(shí)液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，并從2020年11月開始建設(shè)5萬(wàn)千瓦/25萬(wàn)千瓦時(shí)液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，目前已進(jìn)入安裝調(diào)試階段。
中國(guó)能源報(bào)：未來，中國(guó)綠發(fā)將如何推動(dòng)液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和進(jìn)步?
孫培剛：中國(guó)綠發(fā)與中科院理化所成立了液化空氣儲(chǔ)能合資公司和先進(jìn)儲(chǔ)能聯(lián)合研究中心，致力于實(shí)現(xiàn)液化空氣儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。我們將以青海海西揭榜掛帥項(xiàng)目6萬(wàn)千瓦/60萬(wàn)千瓦時(shí)液化空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目為依托，建設(shè)國(guó)內(nèi)首臺(tái)(套)液化空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目。目前項(xiàng)目已完成選址、技術(shù)方案論證，并通過青海省能源局委托電規(guī)總院組織的可研評(píng)審，正在辦理環(huán)評(píng)、安評(píng)、接入系統(tǒng)批復(fù)等前期手續(xù)。項(xiàng)目將于近期開工建設(shè)，計(jì)劃2024年投運(yùn)，屆時(shí)將成為世界上功率最大的液化空氣儲(chǔ)能電站。
通過示范項(xiàng)目實(shí)施，中國(guó)綠發(fā)將開展大功率液化空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵工藝研究、冷能多級(jí)儲(chǔ)存利用技術(shù)研究、高效寬工況壓縮/膨脹技術(shù)研究、系統(tǒng)集成及運(yùn)行控制技術(shù)研究，掌握液化空氣儲(chǔ)能核心技術(shù)，打造綠色能源產(chǎn)業(yè)原創(chuàng)技術(shù)策源地，爭(zhēng)當(dāng)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈鏈長(zhǎng)。(記者 董梓童 蘇南)
評(píng)論