3月20日電（樊中華）隨著“雙碳”戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，風(fēng)電、光伏、水電、核電等無(wú)碳能源開(kāi)始逐步取代化石能源扮演越來(lái)越重要的角色，隨之而來(lái)的，如何將“行蹤不定”的自然能源轉(zhuǎn)換為可持續(xù)、穩(wěn)定使用的電力，以解決新能源供給間歇性與用戶用電需求持續(xù)性之間的矛盾，新型儲(chǔ)能技術(shù)就成為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的重要技術(shù)和基礎(chǔ)裝備，也是實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)的重要支撐。
所謂新型儲(chǔ)能，是指在傳統(tǒng)抽水儲(chǔ)能之外的壓縮空氣、鋰離子電池、液流電池、氫儲(chǔ)能等，“2022 中國(guó)新型儲(chǔ)能新增投運(yùn) 7.3 GW，同比增長(zhǎng)近 2倍，這也是中國(guó)首次超越美國(guó)成為了全球第一。預(yù)計(jì)“十四五”末新型儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到 3000 萬(wàn)千瓦，2030 年裝機(jī)需求突破 1 億千瓦，”在2023全球“未來(lái)產(chǎn)業(yè)之星”大賽期間，寶鋼股份中央研究院主任研究員趙永安在專訪中告訴記者，這其中，壓縮空氣儲(chǔ)能在安全性和壽命方面具有天然優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有充放電功率高、儲(chǔ)能容量大、壽命長(zhǎng)、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為兩種適合大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)電力儲(chǔ)能的技術(shù)之一。
趙永安表示，目前，我國(guó)在新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面發(fā)展迅速、進(jìn)步巨大，“雖然國(guó)外一些國(guó)家起步早，但因?yàn)橐恍┘夹g(shù)問(wèn)題始終無(wú)法攻克，其大發(fā)展已停滯幾十年，中國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)不斷努力，加速了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升。”
趙永安介紹，壓縮空氣儲(chǔ)能電站主要分為發(fā)電系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)和儲(chǔ)氣系統(tǒng)等幾部分。儲(chǔ)氣系統(tǒng)通常采用地下鹽穴、地下人工硐室和地面儲(chǔ)罐等形式，地面儲(chǔ)氣約占 60%。其中，儲(chǔ)氣系統(tǒng)方案優(yōu)化、如何降本是最重要的命題之一。
他坦言，當(dāng)前，壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)材料仍有不少問(wèn)題有待攻關(guān)。高壓氧環(huán)境和含水條件下，壓縮空氣儲(chǔ)能全生命周期服役過(guò)程中，對(duì)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備、部件以及儲(chǔ)氣系統(tǒng)的鋼材腐蝕嚴(yán)重，對(duì)材料有著極高的要求。趙永安舉例，如地下鹽穴、地下人工硐室儲(chǔ)氣等都對(duì)系統(tǒng)的耐腐蝕性、高度耐疲勞性以及強(qiáng)度、穩(wěn)定性等有極高要求；再如地面儲(chǔ)氣也面臨著壓力和溫度波動(dòng)等，對(duì)系統(tǒng)耐低溫、耐腐蝕、疲勞等性能有較高要求。這也使得造價(jià)居高不下，成為阻礙行業(yè)發(fā)展的重要因素。
“作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一，新型儲(chǔ)能行業(yè)主打的就是創(chuàng)新，如果沒(méi)有政策、資本、技術(shù)迭代、人才培養(yǎng)和平臺(tái)建設(shè)的加持，在產(chǎn)業(yè)落地和規(guī)模化進(jìn)程中將困難重重，”趙永安說(shuō)，具體來(lái)說(shuō)，壓空儲(chǔ)能地面儲(chǔ)氣，新材料的引入，可以大幅降低，但需要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的優(yōu)化和突破，而這個(gè)周期可能需要幾年。
新型儲(chǔ)能是全世界共同面臨的新機(jī)遇也是新挑戰(zhàn)。趙永安認(rèn)為，國(guó)際化的交流合作可取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同應(yīng)對(duì)人類能源危機(jī)。“例如中國(guó)的配套產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，市場(chǎng)足夠大，可以助力優(yōu)秀創(chuàng)意和項(xiàng)目師范落地，快速發(fā)展，”趙永安說(shuō)，“因此，需要搭建一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，各國(guó)進(jìn)行充分的交流和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能共同促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)，乃至產(chǎn)業(yè)變革。”
他同時(shí)指出，上海有著雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)鏈及配套產(chǎn)業(yè)豐富完善，同時(shí)，上海及周邊的工礦企業(yè)眾多，用電需求高企，儲(chǔ)能將是解決用電成本高和供需平衡的重要手段，市場(chǎng)前景廣闊。“希望上海能從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃為用電企業(yè)提供能源服務(wù)，同時(shí)支持寶鋼等新型儲(chǔ)能企業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)、大容量?jī)?chǔ)能電站的建設(shè)，共同打造穩(wěn)定、健康的能源服務(wù)體系。”
所謂新型儲(chǔ)能，是指在傳統(tǒng)抽水儲(chǔ)能之外的壓縮空氣、鋰離子電池、液流電池、氫儲(chǔ)能等，“2022 中國(guó)新型儲(chǔ)能新增投運(yùn) 7.3 GW，同比增長(zhǎng)近 2倍，這也是中國(guó)首次超越美國(guó)成為了全球第一。預(yù)計(jì)“十四五”末新型儲(chǔ)能裝機(jī)達(dá)到 3000 萬(wàn)千瓦，2030 年裝機(jī)需求突破 1 億千瓦，”在2023全球“未來(lái)產(chǎn)業(yè)之星”大賽期間，寶鋼股份中央研究院主任研究員趙永安在專訪中告訴記者，這其中，壓縮空氣儲(chǔ)能在安全性和壽命方面具有天然優(yōu)勢(shì)，同時(shí)具有充放電功率高、儲(chǔ)能容量大、壽命長(zhǎng)、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為兩種適合大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)電力儲(chǔ)能的技術(shù)之一。
趙永安表示，目前，我國(guó)在新型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化方面發(fā)展迅速、進(jìn)步巨大，“雖然國(guó)外一些國(guó)家起步早，但因?yàn)橐恍┘夹g(shù)問(wèn)題始終無(wú)法攻克，其大發(fā)展已停滯幾十年，中國(guó)科研人員經(jīng)過(guò)不斷努力，加速了產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，使壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電量實(shí)現(xiàn)穩(wěn)步提升。”
趙永安介紹，壓縮空氣儲(chǔ)能電站主要分為發(fā)電系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、壓縮系統(tǒng)和儲(chǔ)氣系統(tǒng)等幾部分。儲(chǔ)氣系統(tǒng)通常采用地下鹽穴、地下人工硐室和地面儲(chǔ)罐等形式，地面儲(chǔ)氣約占 60%。其中，儲(chǔ)氣系統(tǒng)方案優(yōu)化、如何降本是最重要的命題之一。
他坦言，當(dāng)前，壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)及基礎(chǔ)材料仍有不少問(wèn)題有待攻關(guān)。高壓氧環(huán)境和含水條件下，壓縮空氣儲(chǔ)能全生命周期服役過(guò)程中，對(duì)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備、部件以及儲(chǔ)氣系統(tǒng)的鋼材腐蝕嚴(yán)重，對(duì)材料有著極高的要求。趙永安舉例，如地下鹽穴、地下人工硐室儲(chǔ)氣等都對(duì)系統(tǒng)的耐腐蝕性、高度耐疲勞性以及強(qiáng)度、穩(wěn)定性等有極高要求；再如地面儲(chǔ)氣也面臨著壓力和溫度波動(dòng)等，對(duì)系統(tǒng)耐低溫、耐腐蝕、疲勞等性能有較高要求。這也使得造價(jià)居高不下，成為阻礙行業(yè)發(fā)展的重要因素。
“作為未來(lái)產(chǎn)業(yè)之一，新型儲(chǔ)能行業(yè)主打的就是創(chuàng)新，如果沒(méi)有政策、資本、技術(shù)迭代、人才培養(yǎng)和平臺(tái)建設(shè)的加持，在產(chǎn)業(yè)落地和規(guī)模化進(jìn)程中將困難重重，”趙永安說(shuō)，具體來(lái)說(shuō)，壓空儲(chǔ)能地面儲(chǔ)氣，新材料的引入，可以大幅降低，但需要標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的優(yōu)化和突破，而這個(gè)周期可能需要幾年。
新型儲(chǔ)能是全世界共同面臨的新機(jī)遇也是新挑戰(zhàn)。趙永安認(rèn)為，國(guó)際化的交流合作可取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同應(yīng)對(duì)人類能源危機(jī)。“例如中國(guó)的配套產(chǎn)業(yè)非常發(fā)達(dá)，市場(chǎng)足夠大，可以助力優(yōu)秀創(chuàng)意和項(xiàng)目師范落地，快速發(fā)展，”趙永安說(shuō)，“因此，需要搭建一個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)，各國(guó)進(jìn)行充分的交流和優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能共同促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)升級(jí)，乃至產(chǎn)業(yè)變革。”
他同時(shí)指出，上海有著雄厚的制造業(yè)基礎(chǔ)，產(chǎn)業(yè)鏈及配套產(chǎn)業(yè)豐富完善，同時(shí)，上海及周邊的工礦企業(yè)眾多，用電需求高企，儲(chǔ)能將是解決用電成本高和供需平衡的重要手段，市場(chǎng)前景廣闊。“希望上海能從頂層設(shè)計(jì)出發(fā)，統(tǒng)一規(guī)劃為用電企業(yè)提供能源服務(wù)，同時(shí)支持寶鋼等新型儲(chǔ)能企業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)、大容量?jī)?chǔ)能電站的建設(shè)，共同打造穩(wěn)定、健康的能源服務(wù)體系。”
