书写绿色储能“中国方案”——实探世界在建单机功率最大压缩空气储能电站

中国网财经6月25日讯(记者李春晖)随着我国能源转型加速，储能需求持续攀升。压缩空气储能以其绿色环保、规模大、适应性强、储能时间长等优势，成为新型储能中最具前景的技术路线之一。

近日，中国网财经记者跟随国务院国资委新闻中心主办的“走进新国企——品牌引领·智链未来”采访活动走进中国能源建设集团有限公司(以下简称“中国能建”)，探访中国能建山东泰安350兆瓦压缩空气储能创新示范电站。

这是中国能建“研投建营数”一体化的“能储一号”又一代表性工程，也是世界在建的单机功率最大压缩空气储能电站。通过该项目的建设，中国能建将向世界输出包含上下游产业链的整体方案，让压缩空气储能成为中国绿色能源的一张名片。

　　项目俯瞰图(中国能建供图)

能净化空气的巨型绿色“充电宝”

在山东泰安，一座能源新地标正在拔地而起。这正是由中国能建数科集团主体投资建设的泰安350兆瓦压缩空气储能创新示范电站。

空气看不见摸不着，到底如何储存能量？山东泰安项目经理刘少勇给记者打了一个生动的比方：“用电低谷时，富余的电能驱动‘打气筒’，将空气压缩至‘气球’里形成高压状态。”

这里的“气球”，就是盐穴、人工硐室等密封储气库。山东泰安项目核心技术在于巧妙利用地下废弃盐穴作为储气库。空气压缩过程中所产生的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐中。用电高峰时，储气库会释放所储存的高压空气、储热罐释放所储存的热量。这时，高压空气被加热，使其具有极大的膨胀力来驱动空气透平发电机组，就像吹动风电机组的“大风车”一样，产生电能向电网供电。这一过程有效实现了电网的“削峰填谷”，显著提升了电网调节能力和对风电、光伏等波动性新能源的消纳能力。

泰安350兆瓦压缩空气储能创新示范电站是世界在建的最大单机功率压缩空气储能项目，也是中国能建首个商业化压气储能项目。

单机功率350兆瓦是什么概念？“我们把泰安项目当成一个巨大的充电宝，可以给一整个中小型城市持续供电5小时。”数科集团副总工程师、项目公司董事长陶刚解释。

在此之前，压气储能的建设规模徘徊在几十兆瓦区间，已投入商运的非补燃式压缩空气储能电站最高是60兆瓦。今年1月9日，中国能建投资建设的世界首座300兆瓦压缩空气储能示范工程“能储一号”全容量并网发电，创下单机功率、储能规模和转换效率三个世界纪录。

而泰安在建的350兆瓦项目标志着中国能建在压缩空气储能领域再攀新高峰。面对“单机大容量”带来的技术挑战，中国能建依托“揭榜挂帅”机制，汇聚国内顶尖科研院所和设备厂商力量，成功攻克了一系列核心技术难题，实现了关键设备100%国产化，在系统集成、关键工艺、装备装置、储气技术、智能运维等方面取得重大突破。

该项目一期1台350兆瓦盐穴型非补燃式压缩空气储能电站，设计储能充电8小时，释能发电4小时(预留容量可延长至6小时，属于可扩容长时储能)，年发电量高达4.6亿度，相当于20多万家庭一年的生活用电。

谈起为何主动选择“啃硬骨头”，研发如此大功率、大容量的压气储能项目，陶刚告诉记者：想要调节整个区域电网的电力波动，需要储能达到一定规模。而同样作为长时大容量储能，压气储能比抽水蓄能选址更灵活、建设周期更短；且350兆瓦级可有效降低工程造价、提升转换效率、带动传统装备制造转型升级，特别是便于电网灵活性调配。

值得一提的是，目前世界上大部分已投运的盐穴型压气储能电站，在发电环节都需要额外的化石能源来加热空气，这个过程叫“补燃”，污染以及热量损失不可避免。而“能储一号”湖北应城项目和山东泰安项目在热量收集利用环节集中攻关，首次通过内循环实现了“非补燃”，不需要任何化石燃料，因此不产生任何污染。

“不仅无污染，大自然空气进入我们电站系统，经过温度压力的变化，甚至还能得到过滤，去掉一些粉尘杂质。”刘少勇告诉记者，“相当于一个‘大型空气净化器’！”

据悉，该项目自2024年5月28日正式开工以来，已完成建筑工程、设备安装、钻井施工和10kv受电等重要节点工作。目前正在进行紧张有序的设备调试工作，2025年底内可实现首次并网暨全容量发电目标。

盘活“沉睡”的地下空间资源

盐穴是在较厚的盐层或盐丘中通过水溶开采的方式采矿后形成的地下空腔。国内的盐穴大部分处于闲置状态，每年盐穴体积还在继续增加。为保持地质稳定，还需要在空腔内注水实现压力平衡。

这些盐穴的内壁附着氯化钠晶体，承压能力强，达到十几MPa，相当于医用氧气钢瓶的数倍；气密性好，还有自修复功能：腔内的卤水会发生结晶和再结晶过程，修复好裂缝。这些特性，恰恰满足压缩空气储能对于密封储气库的要求。

山东省岩盐矿在开采矿山主要集中分布于大汶口盆地内，盆地岩盐矿床分布在岱岳区马庄镇和肥城市边院镇，总面积45平方公里，埋深800米--1500米之间，探明储量75亿吨。

“我们将盐矿开采留下的废弃空腔开发成储气库，既降低了安全风险与维护成本，也是将传统产业‘再激活’。”数科集团深地技术公司副总经理李景翠说。

泰安的盐穴如同复杂扭曲的“地下迷宫”。面对盐穴“腔体九曲回肠、沉渣堆积如山、极窄矿柱遮挡”的复杂构造，泰安项目首创“刮渣+破岩+声呐测腔”三步走工艺，突破了大斜度井的测腔瓶颈，首次清晰地看清了隐藏腔群的真实形状和位置，解决了世界级勘探难题，为注采井的精确定位奠定基础。

项目首次突破千米深层超大尺寸钻完井技术，成功攻克千米深地超大尺寸钻井世界级难题，在相当于300层楼深的地下，以“手术刀级”精度控制井眼轨迹，用“穿针引线”的功夫钻成巨型能源通道——这条打破常规尺度的“深地大动脉”，为全球在建的最大单机功率压缩空气储能项目建设提供关键支撑，树立深地工程领域新里程碑。

同时，项目巧用“高位注气、低位排卤”妙招，实现在极端倾斜、沉渣深厚的条件下，高效、彻底地将底部的卤水“抽干榨净”，成功解决了复杂地形带来的排卤难题。

据了解，天然盐穴在山东、湖北、江苏、山东、江西、云南等省份都有广泛分布，传统开发的盐穴储气库，多采用单井单腔模式，但中国的实际情况是90%以上盐穴资源属于水平对接和压裂连通类型，地质条件更为复杂。

“能储一号”的成功验证，极具推广价值，可有效推动我国90%以上的盐穴资源再利用。“这是重大的突破，相当于把沉睡的资源盘活了！”深地技术专家万继方说。

而在天然盐穴较少的地区，专家们探索出建造地下人工硐室储气、熔盐参与储热的解决方案。在甘肃酒泉，另一个世界首创——世界首个地下人工硐室型300兆瓦级压缩空气储能项目正在施工。

如今，压气储能技术路线逐渐打通，在能源清洁化、低碳化的全球浪潮下，压气储能的市场前景无限宽广。负责人向记者透露：“能储一号”项目兴建期间，已经有美国、荷兰、南非等国投资方或能源主管部门对“能储一号”表达了兴趣；虽然多国有过相关研究与实践，但真正让“非补燃”的先进技术路线工程化落地，中国还是头一个。

“未来，我们希望以技术为核心，向世界输出包含上下游产业链的整体方案，让压气储能成为中国绿色能源的一张名片。”陶刚说。