让空气变身“超级充电宝”

—— 张北县百兆瓦先进压缩空气储能示范项目见闻

4月中旬的张家口坝上，风吹原野，春光明媚。位于张北县庙滩云计算产业园内的百兆瓦先进压缩空气储能示范项目厂区内，技术人员正进行各项设备的整体运行调试。

张北县百兆瓦先进压缩空气储能示范项目是国家可再生能源示范区示范项目和省重点项目，也是世界首套百兆瓦先进压缩空气储能项目，具有重要的里程碑意义。项目总投资8.4亿元，主要建设风、光、储一体化储能站，建设规模为100兆瓦，由中科院工程热物理研究所提供技术支持、张北巨人能源有限公司投资建设。去年底，项目主体建设完工，完成主要设备安装及系统集成。目前，该项目已进入系统带电调试和工程收尾阶段。

“张家口是国家级可再生能源示范区，张北地区有着丰富的风能、太阳能等新能源发电资源，这为项目开展提供了绝佳场所。”中科院工程热物理研究所储能研发中心产业化办公室主任、中储国能（北京）技术有限公司总经理纪律介绍，储能系统相当于“蓄水池”，可以把不稳定的新能源电能转化为稳定、可控的优质电能，有效地提高新能源电能利用和供需平衡。

压缩空气储能就是让“空气藏电”。纪律介绍，压缩空气储能是利用电网负荷低谷时的剩余电力压缩空气，并将其储藏在高压密封设施内，在用电高峰时释放出来驱动膨胀机带动发电机发电。

储能系统车间内布置着很多管道和容器，乍一看感觉就像进入了化工厂。工作人员告诉笔者，系统的工作过程只是空气压放的物理过程，没有化学反应，也就没有需要排弃的废物。

一压一放，似乎并不复杂，不过张北县百兆瓦先进压缩空气储能示范项目的技术团队却克服了不少前所未有的挑战。“传统的压缩空气储能技术存在依赖储气洞穴、依赖化石燃料以及系统效率较低等问题。”纪律表示，为突破这些弊端，实现新型储能技术的规模化应用，项目技术团队攻克了一系列压缩空气储能关键技术。

项目团队通过建设大容量高压空气储气罐，或采用压缩空气液化储存，摆脱了对储气洞穴的依赖；通过蓄热技术回收利用气体压缩过程产生的热量，摆脱了对燃烧化石燃料提供热量的依赖；通过高效的压缩、膨胀、超临界蓄热及换热，大大提升了整体系统效率。经过努力，技术团队先后攻克了宽负荷压缩机、高负荷膨胀机、高效紧凑式蓄热换热器等关键技术，具有集成度高、效率高、可靠性高及寿命长等优点。

走出厂房，可见两个银色的巨型球状蓄冷、蓄热罐，在阳光的照耀下，罐体闪闪发亮。纪律说，新型压缩空气储能具有高安全性，空气扩散能力很强，不具可燃性，无爆炸和燃烧风险。

“我们一次储能循环能发电40万千瓦时，如果按照每个家庭每日10-20千瓦时用电来算，相当于2万-4万户家庭的每日用电量。”纪律表示，系统规模越大、储能容量越高，系统的效率就越高，随之单位成本越低、经济性越好。张北县百兆瓦先进压缩空气储能示范项目系统设计效率达到70%，建成后将成为国际上规模最大、效率最高的先进压缩空气储能电站。（河北日报记者 郭晓通 通讯员 田 博 石炎夏）

短评

科技创新加快“追风逐光”脚步

“双碳”背景下，新能源扮演的角色正在从生力军向主力军转变。面对风电、光伏发电等新能源发电的不稳定性，推进新能源开发、存储、消纳等各环节高质量稳步发展，科技创新就成了关键利器。

张北县百兆瓦先进压缩空气储能示范项目类似一个大型“充电宝”，可配合风电、光伏、区域电网、云计算中心等联合运行，形成大规模储能系统运行新模式。看似天方夜谭的“空气藏电”成为现实，正是科技创新的“魔力”。

在科技创新的持续驱动下，张北县新能源开发应用带来诸多惊喜。国家风光储输示范工程采用世界首创的风光储输联合发电技术路线，破解了大规模新能源集中并网、集成应用难题；技术上创造12项世界第一的张北柔性直流电网工程，助力冬奥场馆实现100%清洁能源供应；国家能源大型风电并网系统研发（实验）中心张北风电试验基地，已成为我国大规模新能源接入后电力系统安全稳定运行的技术试验平台……科技创新让张北县新能源产业发展充满无限活力。

当前，张北县风电、光伏总装机规模801万千瓦，年发电量超过100亿千瓦时，装机规模位居全国前列。“追风逐光”的脚步不停歇，该县正加快建立健全以企业为主体、市场为导向、产学研用相结合的新能源产业技术创新体系，加快推动实现产业模式创新和科学技术创新融合发展新格局，努力在新一轮新能源开发应用的“赛道”上跑出好成绩。（郭晓通）