【壓縮機(jī)網(wǎng)】在河北張家口，100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目正在如火如荼地建設(shè)中，建成后將成為世界最大的新型壓縮空氣儲(chǔ)能電站。這座電站的系統(tǒng)解決方案提供方就是中儲(chǔ)國(guó)能（北京）技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱中儲(chǔ)國(guó)能）。

 

　　對(duì)于儲(chǔ)能而言，近年來(lái)隨著能源供給的變革和市場(chǎng)的迫切需求，國(guó)家相關(guān)部門和能源行業(yè)對(duì)其重視程度越來(lái)越高，而壓縮空氣儲(chǔ)能作為極具發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)能方式之一，以其長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模、安全性強(qiáng)、環(huán)保性好等優(yōu)勢(shì)被政府和業(yè)內(nèi)賦予了很高的期望值。中儲(chǔ)國(guó)能這家由中科院工程熱物理研究所技術(shù)孵化的產(chǎn)業(yè)化公司，自2018年成立以來(lái)一直致力于先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用推廣。

 

　　開拓壓縮空氣儲(chǔ)能新賽道

　　已經(jīng)被寫入國(guó)家“十四五”規(guī)劃的壓縮空氣儲(chǔ)能作為一種新型的儲(chǔ)能技術(shù)，但對(duì)于該技術(shù)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)來(lái)說，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)積累了16年。據(jù)了解，中儲(chǔ)國(guó)能的先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)源自中科院工程熱物理研究所，該技術(shù)團(tuán)隊(duì)自2004年開始便在創(chuàng)始人陳海生研究員的帶領(lǐng)下進(jìn)行先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)，走過了從千瓦級(jí)到兆瓦級(jí)，再到十兆瓦級(jí)、百兆瓦級(jí)技術(shù)進(jìn)行了完整的研發(fā)迭代，建成了目前全球唯一具備1-100MW的壓縮空氣儲(chǔ)能的部件實(shí)驗(yàn)和系統(tǒng)集成測(cè)試能力的研發(fā)平臺(tái)。在整個(gè)先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的過程中，得到了國(guó)家和政府部門，以及多個(gè)企業(yè)的大力支持，也取得了重要突破。于2013年在河北廊坊建成了國(guó)際首個(gè)1.5兆瓦超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目，系統(tǒng)效率達(dá)到了52.1%，被評(píng)價(jià)為“我國(guó)壓縮空氣儲(chǔ)能的一項(xiàng)重要突破，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”；于2016年在貴州畢節(jié)建成目前國(guó)際上唯一的10兆瓦級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目，系統(tǒng)效率達(dá)60.2%，是全球目前系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

　　1.5兆瓦示范系統(tǒng)

　　目前，由中儲(chǔ)國(guó)能作為系統(tǒng)解決方案提供方的100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能國(guó)家示范項(xiàng)目正在河北張家口建設(shè)，該項(xiàng)目計(jì)劃于今年年底建成，其中核心部件壓縮機(jī)、膨脹機(jī)已完成加工、裝配及測(cè)試工作。“這是全球首臺(tái)百兆瓦級(jí)先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能示范電站，這個(gè)項(xiàng)目的建成將有很大的標(biāo)志性意義。”中儲(chǔ)國(guó)能副總經(jīng)理田雨表示。首先，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能本身有其適用場(chǎng)景，是在未來(lái)以風(fēng)電、光電為主的新型能源電力結(jié)構(gòu)下，解決整個(gè)系統(tǒng)能源供給的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——儲(chǔ)能。其次，百兆瓦級(jí)的先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是目前面向大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化的最佳功率級(jí)別，河北張家口100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目是先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)開辟藍(lán)海市場(chǎng)的關(guān)鍵一步，這不僅對(duì)中儲(chǔ)國(guó)能有著重要意義，而且對(duì)我國(guó)整個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和大范圍應(yīng)用也有著重要意義。在田雨看來(lái)，百兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的日趨成熟，真正解決了大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)需求。

 

　　有些人可能會(huì)有疑問：從1.5兆瓦到10兆瓦，再到100兆瓦，不就是儲(chǔ)能規(guī)模變大了嗎？其實(shí)并沒有那么簡(jiǎn)單。不同規(guī)模的項(xiàng)目，雖然整個(gè)系統(tǒng)的集成方式和工作原理等相近，但是其技術(shù)路線和主設(shè)備結(jié)構(gòu)具有一定的差異性，并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)效率有較大不同。目前從已建成和在建的項(xiàng)目來(lái)看，兆瓦級(jí)的系統(tǒng)效率可達(dá)52.1%，10兆瓦的系統(tǒng)效率可達(dá)60.2%，百兆瓦級(jí)別以上的系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率可以達(dá)到70%。據(jù)田雨介紹，未來(lái)中儲(chǔ)國(guó)能繼續(xù)擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模并提升性能后，先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率能夠逼近75%。同時(shí)，系統(tǒng)規(guī)模增加后，單位投資成本也持續(xù)下降，系統(tǒng)規(guī)模每提高一個(gè)數(shù)量級(jí)，單位成本下降可達(dá)30%左右。隨著系統(tǒng)效率的提升以及成本的下降，能夠讓整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性得到提高。

　　100兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能沙盤模型

　　經(jīng)過多年的耕耘，中儲(chǔ)國(guó)能已經(jīng)有了商業(yè)化訂單，因?yàn)槠渌庮I(lǐng)域的特殊性，其單個(gè)訂單規(guī)模都比較大，單體電站項(xiàng)目訂單達(dá)到了5億到8億元，從自身造血能力上來(lái)看表現(xiàn)較好。

 

　　由于其深厚的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化落地能力，中儲(chǔ)國(guó)能在資本市場(chǎng)上也受到了關(guān)注，目前已經(jīng)完成了1.6億元的天使輪融資。但田雨也表示，雖然其目前從經(jīng)營(yíng)管理到整個(gè)生產(chǎn)制造，再到項(xiàng)目落地是輕資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)模式，但是從能源行業(yè)角度來(lái)看，還需要一些更好的供應(yīng)鏈金融、銀行授信貸款等支持。

 

　　構(gòu)建完備的人才培養(yǎng)機(jī)制 保持企業(yè)創(chuàng)新活力

　　企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開人才的支撐，特別是技術(shù)型企業(yè)，人才更是至關(guān)重要。但在田雨看來(lái)，儲(chǔ)能行業(yè)作為朝陽(yáng)行業(yè)，目前還沒有形成成熟的人力資源市場(chǎng)，他希望更多人才能夠進(jìn)入到這個(gè)行業(yè)。

 

　　中儲(chǔ)國(guó)能對(duì)于團(tuán)隊(duì)、人才的建設(shè)，做了較多工作。首先，中儲(chǔ)國(guó)能把自己定位成一家科技創(chuàng)業(yè)公司，沒有簡(jiǎn)單地采用傳統(tǒng)企業(yè)的用人邏輯，而是要打造一個(gè)賦能型組織和學(xué)習(xí)型組織。田雨介紹說：“所謂賦能型的組織，就是采用扁平化的邏輯，打造一個(gè)大的總部平臺(tái)，為一線業(yè)務(wù)的開展提供足夠支持。”與此同時(shí)，中儲(chǔ)國(guó)能在業(yè)務(wù)一線打造最小作戰(zhàn)單元，把每一個(gè)人當(dāng)作整個(gè)系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)之一，就像傳感器一樣能獲取各種信息，又是一個(gè)強(qiáng)終端，可以更好地去解決業(yè)務(wù)一線的問題。“通過這種方式，我們?nèi)藛T的學(xué)習(xí)成長(zhǎng)和組織成長(zhǎng)就統(tǒng)一起來(lái)了。”田雨說。

　　壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目核心設(shè)備多級(jí)透平膨脹機(jī)

　　值得一提的是，中儲(chǔ)國(guó)能打造的是一個(gè)開放的組織文化觀，把所有的信息匯集起來(lái)，能夠快速靈活地去對(duì)外部和內(nèi)部進(jìn)行決策、反饋。田雨認(rèn)為，組織的觀念在一定意義上比組織本身更為重要，所以中儲(chǔ)國(guó)能尤為重視人才。在人才建設(shè)上，中儲(chǔ)國(guó)能還發(fā)揮出來(lái)了與中科院工程熱物理研究所院企融合的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些基礎(chǔ)性科研項(xiàng)目，中儲(chǔ)國(guó)能依托于中科院工程熱物理研究所，逐步地形成了自主研發(fā)方式和技術(shù)。與此同時(shí)，其商業(yè)化團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行商業(yè)邏輯的探索，然后把對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)的認(rèn)知整合起來(lái)。田雨認(rèn)為：“技術(shù)研發(fā)一定是要符合市場(chǎng)需求。同時(shí)，了解到的市場(chǎng)需求要積極地向技術(shù)研發(fā)側(cè)反饋，如果信息流不通暢，那么企業(yè)的創(chuàng)新一定是被割裂開的。”

 

　　另外，中儲(chǔ)國(guó)能對(duì)技術(shù)人員和商業(yè)開發(fā)人員同等設(shè)立了期權(quán)激勵(lì)，希望能夠從“激勵(lì)側(cè)”培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)文化。田雨透露，中儲(chǔ)國(guó)能將來(lái)會(huì)逐步鼓勵(lì)內(nèi)部的一些人員圍繞能源行業(yè)做一些對(duì)社會(huì)有意義的事情。

 

　　滿足新能源市場(chǎng)儲(chǔ)能需求

　　雖然以中儲(chǔ)國(guó)能為代表的國(guó)內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水準(zhǔn)，但實(shí)際上，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)并不是在我國(guó)最早出現(xiàn)的。上世紀(jì)八九十年代，德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家就已經(jīng)開始了壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)并落地應(yīng)用，但這些都是傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，整個(gè)系統(tǒng)過于依賴洞穴儲(chǔ)氣來(lái)降低成本，依賴化石燃料燃燒提供熱源，并且效率比較低。

 

　　同時(shí)，在工作原理上也有一定差異，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能電站在做膨脹做功之前需要燃燒天然氣等化石燃料補(bǔ)熱，而中儲(chǔ)國(guó)能研發(fā)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目運(yùn)用了新型儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷技術(shù)，在整個(gè)能量利用上，熱和冷可以高效地循環(huán)利用。這樣不僅提高了系統(tǒng)效率，而且還擺脫了傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)天然氣等化石原料的依賴。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)空氣的液化儲(chǔ)存，儲(chǔ)能密度也大幅提升，擺脫了傳統(tǒng)系統(tǒng)對(duì)于儲(chǔ)氣洞穴的依賴。田雨表示：“我們?cè)跊]有天然儲(chǔ)氣洞穴的地區(qū)，可以使用儲(chǔ)罐進(jìn)行儲(chǔ)氣，這樣就擺脫了對(duì)自然條件的依賴，讓壓縮空氣儲(chǔ)能變成可以工業(yè)化的產(chǎn)品。”

 

　　而壓縮空氣儲(chǔ)能為什么有大規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，田雨認(rèn)為這就需要從電力系統(tǒng)的需求上去分析，現(xiàn)在能源領(lǐng)域?qū)τ谌萘啃蛢?chǔ)能的需求非常迫切，而容量型儲(chǔ)能的最根本需求就是長(zhǎng)時(shí)性、大規(guī)模性、安全性、穩(wěn)定可靠性等，還要有足夠高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，而壓縮空氣儲(chǔ)能在各個(gè)方面的表現(xiàn)都非常好。

 

　　對(duì)于長(zhǎng)時(shí)間、大規(guī)模儲(chǔ)能，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)可以說是為此而生的。因?yàn)槠涔β蕟卧腿萘繂卧欠珠_的，這樣就能讓儲(chǔ)能容量建設(shè)的邊際成本遞減，這就說明它在容量型儲(chǔ)能上的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性極強(qiáng)。

 

　　對(duì)于安全性來(lái)說，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能的介質(zhì)是空氣，是不可燃的，更適合把規(guī)模做大之后保障其安全性。在壓縮空氣的壓力等級(jí)上，中儲(chǔ)國(guó)能選擇的是中壓區(qū)間，這個(gè)區(qū)間從壓力容器領(lǐng)域來(lái)看，其安全性完全可以得到保障。中儲(chǔ)國(guó)能在電站安全運(yùn)營(yíng)層面建立了一整套完備的電控系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娬具M(jìn)行全面的智能化控制。

 

　　對(duì)于可靠性來(lái)說，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能是全機(jī)械系統(tǒng)，所以可以更好地被電力系統(tǒng)感知和預(yù)測(cè)。另外從其工作原理上來(lái)看，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電一樣是機(jī)械式發(fā)電系統(tǒng)，有自己的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，從而滿足電網(wǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)能電源的需求。

 

　　除了固有的優(yōu)勢(shì)外，壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的壽命能達(dá)到30到50年，與目前市場(chǎng)上的光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電的壽命周期相匹配，符合新能源的應(yīng)用場(chǎng)景。

 

　　看得見的市場(chǎng) 未來(lái)可期

　　有數(shù)據(jù)顯示，截至2020年年底，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)為35.6GW，約占全國(guó)電力總裝機(jī)的1.6%，低于世界2.7%的平均水平。據(jù)國(guó)際能源署預(yù)測(cè)，到2050年，我國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)將達(dá)到200GW以上，占電力總裝機(jī)的比例將提高至10%至15%，可以催生一個(gè)萬(wàn)億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。由此可見，壓縮空氣儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模巨大。同時(shí)，從國(guó)家宏觀政策導(dǎo)向上看，壓縮空氣儲(chǔ)能的大規(guī)模應(yīng)用或許很快就會(huì)到來(lái)。2019年6月，國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳等四部門聯(lián)合印發(fā)了《貫徹落實(shí)<關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃》，提出重點(diǎn)推進(jìn)大容量壓縮空氣儲(chǔ)能等重大先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證示范。另外，今年發(fā)布的國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確指出，在氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃，謀劃布局一批未來(lái)產(chǎn)業(yè)。壓縮空氣儲(chǔ)能被列為了要實(shí)施的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目之一。“這意味著在‘十四五’期間，壓縮空氣儲(chǔ)能會(huì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)，從我個(gè)人的感受以及從企業(yè)的規(guī)劃上來(lái)看，壓縮空氣儲(chǔ)能的大規(guī)模應(yīng)用在未來(lái)三年左右就會(huì)實(shí)現(xiàn)。”田雨對(duì)此信心十足。

　　國(guó)家能源大規(guī)模物理儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)中心—澳能工業(yè)園區(qū)

　　接近尾聲，對(duì)于中儲(chǔ)國(guó)能未來(lái)發(fā)展規(guī)劃，田雨表示，首先希望在儲(chǔ)能行業(yè)內(nèi)保持中儲(chǔ)國(guó)能在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域的絕對(duì)領(lǐng)先地位，然后去賦能壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈。其次，希望中儲(chǔ)國(guó)能通過院企融合的方式與中科院工程熱物理研究所等科研機(jī)構(gòu)深度合作，持續(xù)開展原有技術(shù)升級(jí)及新技術(shù)研發(fā)。“在更長(zhǎng)遠(yuǎn)的未來(lái)，我們希望能夠在能源行業(yè)輸出我們的價(jià)值，通過我們的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，為碳中和和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供有力支持。”田雨對(duì)未來(lái)充滿期待。