实探盐穴压缩空气储能项目：年发电量可达约1亿千瓦时

近年来，随着我国能源结构转型，可再生能源在能源体系中的占比逐渐增加。不过，可再生能源如太阳能和风能具有间歇性和不确定性，对加快储能建设提出了更高要求。

 

今年的政府工作报告提出要发展新型储能，而压缩空气储能技术正是当前新型储能技术的代表之一，并且近期也取得显著进展。

 

《每日经济新闻》记者注意到，仅4月这一个月内，我国前后有两个300兆瓦级压缩空气储能电站成功并网发电——4月30日，山东泰安，肥城300兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站首次并网发电一次成功；4月9日，湖北孝感，应城300兆瓦级压缩空气储能电站示范工程成功并网发电。据了解，以上项目均是利用盐穴作为储气库进行空气压缩储能。

 

为何选择盐穴？压缩空气储能有何优势？未来发展前景如何？《每日经济新闻》记者日前跟随“走进新国企——向新而行 智造未来”融媒体采访团，深入世界首座非补燃压缩空气储能电站——金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目，试图揭开盐穴压缩空气储能的神秘面纱。

 

开发利用盐穴可收“避隐患+储能”双重功效

 

新型储能是指除抽水蓄能以外的储能形式，包括电化学储能、压缩空气储能等。与传统储能相比，新型储能以其建设周期短、选址灵活、调节能力强、响应快速等特点，在能源电力领域展现出巨大潜力和优势。

 

近年来，随着我国新能源发电规模持续快速增长，新型储能进入大规模发展期。“十四五”以来，我国新增新型储能装机直接推动固定资产投资超过1000亿元，有力支撑了能源电力发展，成为中国经济发展新动能。

 

国家能源局数据显示，截至2023年底，全国已经建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时，平均储能时长2.1小时。2023年新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时，较2022年底增长超过260%。

 

在采访过程中，中盐盐穴综合利用股份有限公司（以下简称中盐盐穴公司）相关负责人告诉记者，盐穴压缩空气储能是一种利用盐穴储气的大容量物理储能技术。在用电低谷时，利用冷态导热油和压缩空气进行热交换，将高温传递给导热油形成高温油罐，把空气压缩存储进地下盐穴；用电高峰时再释放压缩空气发电，从而实现电网削峰填谷，提升电网调节能力和新能源消纳能力。

 

为何要选择利用盐穴作为储气库进行空气压缩储能呢？盐穴是利用水溶开采方式在地下较厚的盐层采矿后形成的地下洞穴，通过专业技术造腔、岩盐蠕变的特性使得它能够在一定的条件下将裂隙愈合，一段时间后地下盐穴就能成为很好的密封储存库。

 

中盐金坛盐化有限责任公司（以下简称中盐金坛公司）公司技术中心学科组负责人表示，作为开采后形成的地下空腔，盐穴是目前最合适的储能形式之一。这些盐穴储存容量大，单腔可达数十万立方米；腔体承压高，可达十几兆帕以上；安全可靠，密封性好，具有自修复功能。

 

中盐盐穴公司相关负责人向记者介绍，利用闲置的盐矿储藏天然气，既节约了投资，又可以稳定地质结构，同时也为油、气、电等能源的储备提供了成熟经验。

 

“盐矿开采后形成的溶腔，如果不采取有效措施进行治理，溶腔顶板坍塌后可能造成安全隐患，而作为盐穴储气库进行开发利用，就可以有效避免这些隐患。”该负责人表示。

兼具容量大、寿命长和建设周期短、维护成本低的优势

 

据了解，储能分为传统储能和新型储能。传统储能主要包括抽水蓄能，新型储能包括锂离子电池、液流电池、压缩空气储能、飞轮储能等。

 

中盐盐穴公司相关负责人对《每日经济新闻》记者表示，与电化学储能相比，压缩空气储能技术在长时间、大规模储能方面有显著优势。“常规电池储能通常不超过4小时，而盐穴压缩空气储能可扩展至6~8小时乃至更久，其核心在于盐穴有足够大的腔体体积以此实现长时间、大规模储能。”

 

据介绍，目前公司的一期工程储能容量300兆瓦时，一个储能周期（8个小时）可存储电量30万千瓦时，可供6万居民一天的用电，年发电量约1亿千瓦时。

 

中国科学院工程热物理研究所所长陈海生表示，随着可再生能源在整个能源体系当中的比例逐步增加，对压缩空气储能这种超过4小时甚至达到10小时规模级别的长时储能需求将大幅增加。

 

作为新型储能的代表，盐穴压缩空气储能不仅在容量、寿命、安全环保、度电成本等方面可媲美抽水蓄能，而且选址比抽水蓄能更为灵活，建设周期也远低于抽水蓄能。

 

中盐盐穴公司相关负责人接受《每日经济新闻》记者采访时表示，总体而言我国盐穴资源非常丰富，江苏、湖北、陕西、四川、重庆、云南、河南、山东等地都有井矿盐资源。根据井矿盐的开采量，预计每年形成的地下空间有1000万立方米。

 

“理论上，只要有地下盐穴都可以，实际要根据不同地质条件来研判。即便如此，相比于水电站建设选址要求而言，利用盐穴压缩空气储能选址更加灵活，地理限制更小。”中盐盐穴公司相关负责人表示。

 

据统计，我国符合使用条件的盐穴资源约有2000多个，目前大部分处于闲置状态，只有少量用于储存天然气和压缩空气储能发电，开发潜力巨大，如果规模化应用将有力促进我国新型电力系统的构建。

 

中盐盐穴公司相关负责人对《每日经济新闻》记者表示，与抽水蓄能电站建设周期通常为6至8年相比，盐穴压缩空气储能项目建设周期一般为1.5至2年，同时建设和维护成本相对也更低，可节省大量土地资源和资金投入，降低能源使用成本。

 

据了解，建造地下盐穴储库的单位投资仅为建造相同容积地面储气罐投资的30%左右。地下盐穴储库在运行过程中的维护成本也比地面储罐维护成本低很多。1000万立方米的地下盐穴储气库相当于100个10万立方米的标准储罐，相应库容的地面储罐占地面积3300亩左右，而盐穴库占地仅400亩左右，可节省大量土地资源。

 

“全寿命周期计算下，盐穴压缩空气储能度电成本可达到几毛钱，甚至低于电池储能成本。”中盐盐穴公司相关负责人表示。

 

“现在盐穴压缩空气储能每千瓦的造价跟抽水蓄能差别不大，但考虑到时间尺度和规模效应，时间越长，规模越大，单位成本越低。此外，随着技术成熟和规模化应用，单位成本可降至更低水平，成本优势将进一步凸显。”

 

探索新型储能价格形成机制将促进产业规模化发展

 

“目前真正实现储能产业化的企业不多，大部分还是聚焦于储气库和压缩空气储能，还处于建设期或筹备期。”中盐盐穴公司相关项目负责人表示，难题主要集中在电-电转换效率和商业经济性比如投资成本、收益模式等问题上。

 

据了解，能源转化过程中会有一定的损耗，目前金坛盐穴压缩空气项目供电达到了62.38%的实际转换效率，高于60%的设计预期。

 

为推动压缩空气储能发展，2022年3月，国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，将百兆瓦级压缩空气储能技术列入“十四五”时期新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。

 

“过去三年新立项了很多压缩空气储能项目。”记者了解到，随着装机规模和首台套装备技术的突破，除了成本会降低以外，效率也会进一步提升。

 

除了技术，在业界看来，制约压缩空气储能大规模应用的因素之一还是项目的经济性。记者注意到，目前我国新型储能市场尚未形成稳定的收益模式，盈利水平低、难以形成合理的成本疏导机制是困扰新型储能发展的难题。

 

记者了解到，作为国内首个大型压缩空气储能电站，2018年项目开始建设的时候，除了技术难题，更面临电站建设和运维没有标准可依、调试无经验可循、运营机制和价格政策缺乏等一系列巨大挑战。

 

中盐盐穴公司相关负责人表示，一方面希望通过中盐金坛项目促成压缩空气储能相关标准的建立；另一方面，在探索压缩空气储能价格运行机制和商业运行模式的同时，也希望通过项目实施带动相关制造业的发展。

 

据了解，抽水蓄能电站电价机制为两部制电价机制，可以分为电量电价和容量电价。“目前金坛盐穴压缩空气储能电站定价机制就是参照了抽水蓄能的两部制电价机制。”上述负责人说。

 

记者注意到，2023年，国家发改委发布《关于抽水蓄能电站容量电价及有关事项的通知》，公布了核定在运及2025年底前拟投运的48座抽水蓄能电站容量电价。

 

上述负责人表示，抽水蓄能定价策略采用的是灵活且精准的“一厂一策”策略。由于每个电站项目有区域位置、地质条件及投资规模等多方面不同，各电站的投资成本、预期回报周期及盈利能力存在显著差异，因此定制个性化的电价计算方式有助于确保电价既能反映项目的真实成本，又能兼顾投资者的合理收益预期。“盐穴压缩空气储能项目也是如此，不同电站投资成本、盈利能力等具有较大差异，因此对电站而言，两部制电价是比较友好的。”

 

尽管压缩空气储能目前还处于产业化初期，但由于其产业链长、覆盖广，根据行业内的估算，未来有望带动上下游产业规模达到千亿级。

 

中盐盐穴公司相关负责人表示，目前中盐金坛项目核心设备实现了100%国产化，不仅解决了多项关键技术难题，搭建好了设备研发平台，还带动相关制造产业发展，比如项目采用的压缩空气储能系统和大型离心压缩机均为国内企业自主研发生产。

来源：每日经济新闻