地下千米深處的廢棄鹽穴，正變成比黃金還珍貴的能源倉庫。
晚上十點(diǎn)，山東肥城的地下1300米深處，兩個(gè)能容納90萬立方米空氣的鹽穴正被壓縮空氣填滿。這些白天被太陽能和風(fēng)能“喂飽”的空氣，將在第二天用電高峰時(shí)釋放，轉(zhuǎn)化為電力點(diǎn)亮60萬戶家庭的燈火。
就在幾年前，這些鹽穴還是采礦留下的“生態(tài)傷疤”，如今卻成了能源領(lǐng)域的香餑餑。當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T開玩笑說：“以前覺得這些洞子沒用，現(xiàn)在倒成了會(huì)下金蛋的母雞。”
2024年底，中國可再生能源裝機(jī)已達(dá)18.89億千瓦，占全國總裝機(jī)的56%。這些清潔能源卻有個(gè)致命弱點(diǎn)——靠天吃飯，發(fā)電不穩(wěn)定。
山東電網(wǎng)白天光伏發(fā)電高峰期，負(fù)電價(jià)時(shí)長已達(dá)3至5小時(shí)。這意味著電廠寧愿倒貼錢也要把電送出去，因?yàn)殛P(guān)停再啟動(dòng)的成本更高。
“風(fēng)光發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)安全影響越來越大，對(duì)于長時(shí)儲(chǔ)能的需求更為迫切。”中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長陳海生點(diǎn)明了問題的核心。
壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它就像個(gè)超級(jí)充電寶，在電力過剩時(shí)壓縮空氣儲(chǔ)存，需要時(shí)釋放發(fā)電。
與傳統(tǒng)電池儲(chǔ)能相比，壓縮空氣儲(chǔ)能具有三大天然優(yōu)勢(shì)：?jiǎn)握救萘靠蛇_(dá)百兆瓦級(jí)，是鋰電池儲(chǔ)能電站的10倍以上；壽命可達(dá)30-50年，遠(yuǎn)超鋰電池5-8年的更換周期；全生命周期實(shí)現(xiàn)零污染物排放。
“12年前，我們第一個(gè)1.5兆瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)，系統(tǒng)額定效率只有52.1%；現(xiàn)在，裝機(jī)規(guī)模達(dá)到300兆瓦，系統(tǒng)額定設(shè)計(jì)效率可達(dá)72.1%。”中儲(chǔ)國能總經(jīng)理紀(jì)律透露了技術(shù)進(jìn)步的驚人速度。
這一效率提升的背后，是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)突破了三道難關(guān)：依賴化石燃料補(bǔ)燃、受地理?xiàng)l件限制、系統(tǒng)效率低。
河南信陽的300兆瓦項(xiàng)目攻克了地下儲(chǔ)氣庫積水難題，技術(shù)人員設(shè)計(jì)了高效自流排水系統(tǒng)，通過合理規(guī)劃儲(chǔ)氣庫縱坡度、降低庫內(nèi)水位，從根本上解決了積水隱患。
更令人稱奇的是，信陽項(xiàng)目采用15米超大洞徑設(shè)計(jì)，使儲(chǔ)氣庫的有效容積提升到30萬立方米，較此前行業(yè)最大設(shè)計(jì)規(guī)模提升了300%。僅此一項(xiàng)創(chuàng)新，就使項(xiàng)目建設(shè)成本降低約2億元。
肥城市已探明巖鹽儲(chǔ)量達(dá)52.2億噸，長期采礦形成了46對(duì)鹽穴，地下腔體總面積超2000萬立方米。這些曾被視為生態(tài)修復(fù)痛點(diǎn)的廢棄鹽穴，如今成了壓縮空氣儲(chǔ)能的“理想載體”。
“鹽巖具有良好的蠕變性，能在高壓下自動(dòng)密封微小裂縫，確保儲(chǔ)氣空間的密封性和穩(wěn)定性。”肥城鹽穴儲(chǔ)能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人介紹，當(dāng)?shù)佧}穴能承受170個(gè)大氣壓，單穴儲(chǔ)氣容量超50萬立方米。
利用鹽穴進(jìn)行壓縮空氣儲(chǔ)能具有顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。與人工制造的壓力容器相比，這種自然形成的空間大大降低了建設(shè)成本。
目前，肥城已招引前端制鹽建穴項(xiàng)目4個(gè)，年建穴能力擴(kuò)大到500萬立方米；中端鹽穴儲(chǔ)能項(xiàng)目4個(gè)，儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)千兆瓦級(jí)。一個(gè)完整的鹽穴儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)集群正在形成。
壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目投資大、回報(bào)周期長，早期企業(yè)積極性不高。如今，這一情況正在改變。
目前壓縮空氣儲(chǔ)能單位投資成本在6000元至7000元／千瓦，隨著核心設(shè)備國產(chǎn)化率提升，成本仍具下降空間。到2027年，單位投資強(qiáng)度預(yù)計(jì)將較當(dāng)前水平再下降15%以上。
山東省出臺(tái)政策，明確連續(xù)發(fā)電4小時(shí)及以上的鹽穴儲(chǔ)能，容量補(bǔ)償標(biāo)準(zhǔn)為鋰電池儲(chǔ)能的2倍。這一政策顯著提升了項(xiàng)目收益。
商業(yè)模式上，壓縮空氣儲(chǔ)能電站可通過共享儲(chǔ)能租賃、容量補(bǔ)償、調(diào)峰容量市場(chǎng)形成容量型收益，同時(shí)通過參與現(xiàn)貨市場(chǎng)賺取電價(jià)差，形成電量型收益，還可通過調(diào)峰等輔助服務(wù)獲得收入。
據(jù)測(cè)算，鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目全生命周期為30年至50年，預(yù)計(jì)10年至12年可收回成本，盈利空間可觀。
2025年，水下恒壓壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)，為海上風(fēng)電、光伏等可再生能源大規(guī)模開發(fā)提供了高效低成本儲(chǔ)能支撐。
中國壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)正走向世界。中儲(chǔ)國能總經(jīng)理紀(jì)律表示：“我們將積極推動(dòng)技術(shù)走出國門，把這一源自中國的先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)推向國際市場(chǎng)。”
到2030年，空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)上游核心設(shè)備的累計(jì)市場(chǎng)空間有望激增至854億元。這一巨大的市場(chǎng)前景，吸引了眾多企業(yè)布局。
“未來隨著效率提升與成本下降，空氣儲(chǔ)能技術(shù)在促進(jìn)我國可再生能源消納、保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行等方面將發(fā)揮重要作用。”廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟(jì)研究中心教授孫傳旺預(yù)測(cè)。
甘肅玉門300兆瓦人工硐室型壓縮空氣儲(chǔ)能電站計(jì)劃于2025年12月底投運(yùn)。不遠(yuǎn)處，敦煌正在建設(shè)世界首臺(tái)（套）660兆瓦人工硐室型壓氣儲(chǔ)能工程，一次發(fā)電量可達(dá)264萬度，相當(dāng)于敦煌城市常住人口一周的用電量。
放眼全國，已有100多個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能在建及規(guī)劃布局項(xiàng)目。這些項(xiàng)目將共同構(gòu)建起新型電力系統(tǒng)的穩(wěn)定基石。
技術(shù)突破永無止境。研究人員正朝著系統(tǒng)效率80% 的目標(biāo)發(fā)起沖擊，單機(jī)功率將從目前的300兆瓦級(jí)邁向600兆瓦級(jí)。未來的儲(chǔ)能市場(chǎng)，空氣將成為最普通的材料，也是最不平凡的能源載體。
