鹽穴壓縮空氣儲能

鹽穴壓縮空氣儲能是一種大規模儲能發電技術的套用，其原理類似於常見的抽水蓄能電站。抽水蓄能電站在夜間用電低谷時，利用電能將水抽到上庫；白天用電高峰時再將水釋放發電。鹽穴壓縮空氣儲能電站則將上庫換成了鹽穴，將水換成了空氣。當用電低谷時，利用電能將空氣抽取壓縮到地下鹽穴中，用電高峰時再釋放壓縮空氣進行發電。

基本介紹

• 中文名：鹽穴壓縮空氣儲能
• 外文名：Salt Save Compressed Air EnergyStorage
• 在建項目：中鹽金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家示範項目

技術原理

鹽穴壓縮空氣儲能技術是以壓縮空氣為儲能介質實現能量的存儲轉化。通過這種新型技術，可從電網吸納用電低谷時的“過剩電能”。

儲能時，電動機驅動多級壓縮機將空氣壓縮至高壓並儲存至地下鹽穴中，完成電能到空氣壓力能的轉換，實現電能的儲存。在此過程中，各級壓縮機的壓縮熱通過間冷器換熱回收並儲存在蓄熱介質中，回收熱量後的蓄熱介質儲存在熱罐中。

用電高峰到來之時，釋放空氣驅動透平膨脹機即可做功發電，將電能回饋至電網，完成空氣壓力勢能到電能的轉換。當釋能時，壓縮空氣從地下鹽穴中釋放並通過節流閥將壓力降至膨脹機進口壓力，隨後通入多級透平膨脹做功，完成空氣壓力能到電能的轉換。在此過程中，來自熱罐的蓄熱介質通入各級膨脹機的級前換熱器，加熱各級膨脹機進口空氣，釋放完熱量的蓄熱介質儲存到冷罐中。

壓縮空氣儲能可以實現電能的大規模清潔儲能，大幅改善發電、用電的時空結構，實現電力供需的“削峰填谷”。

國外鹽穴壓縮空氣儲能電站建設情況

德國、美國等率先開展了鹽穴壓縮空氣儲能的研究工作，並相繼有兩座大規模壓縮空氣儲能電站投入了商業運行。第一座是1978 年投入運營的德國亨托夫（Huntorf）電站。第二座是於1991 年投入商業運行的美國Alabama 州的麥金托什（McIntosh）壓縮空氣儲能電站。兩座電站電站均以鹽穴為地下儲氣設施。

亨托夫電站

亨托夫電站於1978 年投入運營，是世界上第一座商業運營的壓縮空氣儲能電站， 儲氣最高壓力可達到7.2MPa， 兩個儲氣腔體總容積31×104 m3，腔體工作壓力範圍為4.6～7.2 MPa[5,6]。電站早期運營時輸出功率290MW， 此後於2006 年對發電機組進行升級改造，升級後的電站輸出功率由290MW 升至321 MW。

麥金托什電站

麥金托什電站於1991 年建成投產，整個項目從設計建造到建成投產共用5 年半時間。電站儲氣庫選址位於阿拉巴馬州麥金托什鹽丘西南部。早期設計發電功率為50MW，但最終電站建成後，發電功率為110 MW，單個腔體儲氣容積為54×104 m3。

國內鹽穴壓縮空氣儲能電站建設情況

安徽蕪湖壓縮空氣儲能發電示範系統

2011年清華大學盧強開始研究相關技術。2012 年7 月，國家電網公司設立重大科技專項，由清華大學牽頭，聯合中國電力科學研究院、中國科學院理化技術研究所開展大規模壓縮空氣儲能發電系統關鍵技術研究，首期建設500kW 非補燃式壓縮空氣儲能示範項目。2013年獲得技術進展，並在安徽蕪湖大學科技園設立盧強院士工作站，開始建立試驗電站。2014 年11 月建成世界第一台500kW 非補燃CAES動態模擬系統（TICC-500），成功實現了百千瓦級的儲能和發電，驗證了技術方案可行性和高效性。

中鹽金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家級示範項目

中鹽金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家級示範項目奠基儀式

218年12月25日, 中鹽金壇“鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示範項目”開工奠基儀式在常州金壇區薛埠鎮舉行。該示範項目由中鹽集團公司與清華大學、中國華能集團共建。由江蘇井井儲能科技有限公司投資，清華大學提供非補燃壓縮空氣儲能發電技術，江蘇院負責設計。項目總投資15億元人民幣，其中一期投資5.34億元，擬建設1套60MW鹽穴非補燃壓縮空氣儲能系統。二期規劃建設150MW鹽穴空氣儲能發電系統，同時可結合項目所在區域負荷發展及可再生能源開發情況，構建基於鹽穴空氣儲能發電系統的微電網工程。工程共分4期完成200兆瓦鹽穴儲能中心建設，最終規模將達1000兆瓦以上。發電年利用小時數約為1660小時。電換電效率為60%。發電全過程無燃料消耗。系統所有技術和設備均實現完全國產化。

項目進程：

2017年2月28日項目論證通過。受國家能源局委託，中國電力規劃設計總院在北京組織召開了“中鹽金壇鹽穴壓縮空氣智慧型電網儲能系統國家示範項目技術方案”論證會。鑒於該項目所具有的良好示範意義和推廣前景，專家組建議國家能源局儘快批准立項。國家能源局領導對該項目的技術方案給予充分肯定，表示將繼續支持壓縮空氣儲能技術的研發，加快推進鹽穴壓縮空氣儲能電站的示範工作。

2017年3月21日華能江蘇分公司與中鹽金壇鹽化有限責任公司簽訂戰略合作協定，雙方將發揮各自人才、管理以及資源等方面的優勢，合作投資建設1000兆瓦基於鹽穴壓縮空氣智慧型電網儲能系統項目，並開展購售電相關業務。

2017年5月27日國家能源局復函江蘇省發改委(國能函電力〔2017〕17號)，為落實電力發展“十三五”規劃，試驗示範電力系統儲能新技術，同意中鹽金壇公司開展基於鹽穴壓縮空氣智慧型電網儲能系統相關工作，作為國家壓縮空氣儲能試驗示範。當月，中鹽金壇公司成立盧強院士工作站，次月成立“清華大學—中鹽金壇壓縮空氣儲能技術聯合研究中心”

2017年7月江蘇院發電工程公司中標“中鹽金壇鹽化有限責任公司基於鹽穴壓縮空氣智慧型電網儲能系統項目”。

2017年底，組建了以清華大學梅生偉教授為項目首席科學家的技術專家團隊，協力推進鹽穴壓縮空氣儲能國家示範項目。

2018年7月，常州科技廳公示的一批擬立項目，中鹽金壇鹽化有限責任公司承擔的基於鹽穴的絕熱非補燃壓縮空氣儲能關鍵技術研發項目獲公示。

2018年10月取得當地政府建設許可，已註冊成立項目公司。

2018年10月24日，“大規模非補燃壓縮空氣儲能關鍵技術及套用”項目的技術鑑定會在京組織召開。鑑定委員會認為該項目在大規模非補燃壓縮空氣儲能領域取得了多項創新性成果，達到國際領先水平。