在12月24日國家科技傳播中心舉辦的重大科技成就發(fā)布會上，中國科學院工程熱物理研究所團隊帶來了百兆瓦級先進壓縮空氣儲能技術的發(fā)布。

團隊最新成果是國際首套300MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站在山東肥城成功并網(wǎng)發(fā)電，是目前國際上規(guī)模最大、效率最高、性能最優(yōu)、成本最低的新型壓縮空氣儲能電站。

這一成就不僅是我國儲能科技領域的一項重要里程碑，更是全球儲能技術發(fā)展的璀璨明珠，堪稱地表最強“空氣充電寶”。

這一成就的背后，離不來中國科學院工程熱物理研究所儲能技術研發(fā)團隊20年如一日的鉆研與努力。

01 技術創(chuàng)新，國際引領

在目前已有電力儲能技術中，抽水蓄能和壓縮空氣儲能具有規(guī)模大、成本低和壽命長等優(yōu)點，被公認為是最適合大規(guī)?；奈锢韮δ芗夹g。

抽水蓄能技術比較成熟，但是它存在天然的地理條件限制，且其容量和功能不能完全滿足我國儲能未來大規(guī)模發(fā)展的需求。傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術起源于國外，但存在依賴化石燃料提供熱源、依賴天然儲氣洞穴、系統(tǒng)效率較低三大瓶頸，發(fā)展受到很大限制。

由中國科學院工程熱物理研究所自主研發(fā)的百兆瓦級先進壓縮空氣儲能技術，以其規(guī)模大、成本低、壽命長、清潔無污染等優(yōu)勢，解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能主要技術瓶頸問題，可實現(xiàn)電力系統(tǒng)調峰、調相、調頻、旋轉備用、黑啟動等多項功能，可廣泛應用于區(qū)域能源系統(tǒng)和智能電網(wǎng)調節(jié)、可再生能源大規(guī)模利用等諸多領域，被譽為“空氣充電寶”，成為儲能領域的一匹黑馬。

這項技術的創(chuàng)新之處在于，它利用空氣作為儲能介質，通過壓縮和膨脹實現(xiàn)電能的儲存和釋放。此技術的成功研發(fā)及規(guī)模化應用，標志著我國在壓縮空氣儲能領域已經(jīng)走在了世界的前列。

02 20年磨劍，終成正果

從最初的系統(tǒng)概念設計，到裝備研制，再到示范驗證，最后到產(chǎn)業(yè)化應用，中國科學院工程熱物理研究所的科研團隊歷經(jīng)多次試驗和改進，才最終將其推向產(chǎn)業(yè)化。

回望過去，中國科學院工程熱物理研究所的壓縮空氣儲能研發(fā)之路可謂充滿艱辛。

2005年，時任副研究員的陳海生被公派英國訪學，與英國導師共同提出了液態(tài)空氣儲能概念，并在英國建成了國際首套兆瓦級液態(tài)空氣儲能裝置。

2009年回國后，國內還沒有任何科研機構涉足壓縮空氣儲能，國外技術也尚不完美，面對國內空白的技術領域和巨大的研發(fā)難度，是走國外老路還是自主創(chuàng)新第一個吃螃蟹？他和他的研發(fā)團隊毫不猶豫地選擇了后者，選擇了一條艱難的自主創(chuàng)新之路。

但自主創(chuàng)新，談何容易？想同時解決掉一直困擾傳統(tǒng)壓縮空氣儲能技術依賴化石燃料提供熱源、依賴天然儲氣洞穴、系統(tǒng)效率較低三大瓶頸，開發(fā)一條更適合未來能源發(fā)展的新路徑，難度很大。

用當時團隊成員的話來形容，面臨的困難就像一堵墻，使人感到絕望，無法逾越。為此，團隊制定了詳細的規(guī)劃表和路線圖，一步一個腳印，從基礎理論研究，到核心技術突破，再到應用示范和產(chǎn)業(yè)化，用3年時間完成1.5兆瓦示范項目，用4年建成10兆瓦示范項目，用5年建成100兆瓦示范項目，再到如今的300兆瓦，一步一個腳印，這堵看似堅不可攻的“墻”，終于被他們突破了。

2022年9月，河北張家口國際首套100MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站并網(wǎng)發(fā)電。在此基礎上，2024年4月，山東肥城國際首套300MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站并網(wǎng)發(fā)電，單位成本較100MW下降30%以上，系統(tǒng)裝備自主化率達100%。

如今，技術研發(fā)團隊已經(jīng)完全掌握了1-300MW級先進壓縮空氣儲能核心技術，擁有完全自主知識產(chǎn)權。陳海生團隊研發(fā)的先進壓縮空氣儲能技術，徹底解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能三大瓶頸，系統(tǒng)效率從幾十年前國外電站的50%左右提高到如今的70%左右，技術水平實現(xiàn)全球領跑。

2022年9月，河北張家口國際首套100MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站并網(wǎng)發(fā)電。在此基礎上，2024年4月，山東肥城國際首套300MW先進壓縮空氣儲能國家示范電站并網(wǎng)發(fā)電，單位成本較100MW下降30%以上，系統(tǒng)裝備自主化率達100%。

如今，技術研發(fā)團隊已經(jīng)完全掌握了1-300MW級先進壓縮空氣儲能核心技術，擁有完全自主知識產(chǎn)權。陳海生團隊研發(fā)的先進壓縮空氣儲能技術，徹底解決了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能三大瓶頸，系統(tǒng)效率從幾十年前國外電站的50%左右提高到如今的70%左右，技術水平實現(xiàn)全球領跑。

03 產(chǎn)業(yè)進階，未來可期

為推動科技成果轉化實現(xiàn)最大社會經(jīng)濟價值，技術研發(fā)團隊的百兆瓦級先進壓縮空氣儲能技術也從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化，已通過知識產(chǎn)權作價入股的方式，孵化了全球壓縮空氣儲能領域第一家獨角獸企業(yè)——中儲國能，目前該企業(yè)承擔的已建和在建壓縮空氣儲能項目已達1500MW，規(guī)劃項目超5000MW，市場發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>

可以這樣說，全球壓縮空氣儲能科技創(chuàng)新、工程應用與產(chǎn)業(yè)化領先的大旗，已牢牢地握在我們中國人的手里。

展望未來，隨著技術成熟度提高與規(guī)模化效應的顯現(xiàn)，壓縮空氣儲能系統(tǒng)設備成本將逐漸降低，項目投資回報率將顯著提升，為投資方帶來豐厚且穩(wěn)定的經(jīng)濟回報的同時，每年可創(chuàng)造上百億產(chǎn)值，并帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈達千億規(guī)模，形成集系統(tǒng)研發(fā)、設備制造、電站建設、系統(tǒng)運維為一體的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)集群，創(chuàng)造大量就業(yè)機會，顯著增強我國加工制造能力，有效促進我國經(jīng)濟增長。

此外，隨著全球化和一帶一路的發(fā)展，百兆瓦級先進壓縮空氣儲能技術有望在全球范圍內得到更廣泛的應用和推廣，這一技術成果不僅對于推動全球能源結構的優(yōu)化升級具有重要意義，更為全球應對氣候變化和挑戰(zhàn)提供了中國智慧和中國方案。