湖北应城300兆瓦级压气储能电站成功并网,创造三项世界纪录
湖北应城300兆瓦级压气储能电站成功并网,创造三项世界纪录
2025年1月9日,湖北应城300兆瓦级压气储能电站示范工程成功实现全容量并网发电,标志着我国在大功率压气储能技术领域取得重大突破。这一项目创造了单机功率、储能规模、转换效率三项世界纪录,成为全球能源存储领域的里程碑。
压气储能:原理与创新
压气储能,即压缩空气储能(Compressed Air Energy Storage, CAES),是一种利用压缩空气存储能量的技术。其基本原理是在电力需求低谷时,通过电动机驱动压缩机将空气压缩并储存在高压容器中;当电力需求高峰来临时,释放压缩空气推动涡轮机发电,从而实现电能的储存与再利用。
湖北应城项目在压气储能领域实现了重大创新。项目利用应城地区丰富的盐穴资源,建设了全球首创、全绿色、非补燃、高效率的300MW级压缩空气储能项目。与传统需要烧煤或天然气来加热空气的“补燃”技术不同,该项目采用“非补燃”技术,将空气压缩过程中产生的热量进行回收再利用,没有任何燃烧、排放,实现了真正的零碳排放。
工程规模与成就
湖北应城300兆瓦级压气储能电站示范工程由中能建数字科技集团有限公司和国网湖北综合能源服务有限公司联合投资,于2022年7月开工建设。项目工程建设1套300MW/1500MWh压缩空气储能发电机组及配套设施,运营期为25年。项目储能规模最大达1500兆瓦时、转化效率最高近70%,每天可储能8小时、释能5小时,年均发电约5亿千瓦时,相当于满足75万居民一年的用电需求。
截至2025年1月9日,应城压气储能示范工程的地下储气库已经形成近70万方储气容积,实现储能侧压缩机全容量运行,以及释能侧300兆瓦全功率并网发电。目前,应城压气储能示范工程已纳入国家发改委绿色低碳先进技术示范项目、国家能源局新型储能试点示范项目、湖北省新型储能电站试点示范项目等国家级、省级重点示范项目,入选国务院国资委中央企业科技成果应用拓展工程首批项目清单、国家能源局第三批能源领域首台(套)重大技术装备项目清单,获评2023年能源行业十大科技创新成果,列入湖北省省级重点建设工程项目库。
关键技术与国产化突破
应城压气储能示范工程实现了关键核心装备和深地空间利用技术产品100%国产化,填补多项国际空白,形成专利、专有技术、标准规范共计200余项。项目成功攻克了大型轴向进气、下排气、宽负荷工况频繁启停的轴流压缩机关键技术,研制了世界首台容量最大、性能最优的非补燃式压缩空气膨胀机设备,填补了国内空白。
在盐穴储气库建设方面,项目团队攻克了复杂盐穴空间高效利用成套技术,创新性地应用了压裂连通井建设和高注气低排卤沉渣空间扩容技术。项目成功打造了国际最大口径钻完井工程及其配套注采气工具,大幅提高了盐穴空腔利用率和注采井的注采气量,降低了工程造价和缩短了建设工期。
应用意义与前景
湖北应城300兆瓦级压气储能电站示范工程的建成投运,对我国能源转型和新型电力系统构建具有重要意义。项目可有效应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性,提升区域电网对新能源的消纳能力,助力地方新型电力系统构建。压气储能作为一种长时、高效、具有本质安全的物理储能技术,具有环境友好、建设周期短、选址灵活等特点,是构建新型电力系统的关键支撑技术。
随着可再生能源渗透率逐步提升,光伏和风电等可再生能源发电“时间+空间”错配问题愈发凸显,进一步催生电力系统的长时储能调度需求。压气储能作为支撑新型电力系统构建、实现“双碳”目标的“压舱石”“稳定器”,是碳中和时代的必然选择。相对于抽水蓄能,压气储能具有环境友好、建设周期短、选址灵活等特点。其建设周期为2年左右,远低于抽水蓄能6—8年,可利用自然盐穴、人工硐室、废弃洞穴进行选址储气,便于在负荷中心、风光大基地附近布局,可与分布式新能源紧密结合,尤其是在沙戈荒地区可形成对抽水蓄能的有益补充或部分替代。
未来展望
中国能建表示,将围绕沙戈荒、海上风电、风光储等大型新能源基地,广泛布局压气储能项目,正在开发和建设的项目有50余个。下一步,将在示范工程带动下,着眼电网侧储能、负荷侧储能、新能源基地绿电外送、火电低碳改造、深地空间综合利用等应用场景,持续推动压气储能向更高效率、更低成本、更大规模方向发展,为建设能源强国不断提供能建样本、贡献智慧力量。