2025年，國家“136號文”的出臺，像一記重磅炸彈投入儲能行業(yè)。該文件終結(jié)了“強制配儲”模式，意味著儲能行業(yè)將從政策驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動。

脫離補貼自己成長，儲能行業(yè)準備好了嗎?業(yè)界對這一問題眾說紛紜。

而對中國科學院工程熱物理研究所(以下簡稱工程熱物理所)壓縮空氣儲能研發(fā)團隊來說，提前布局、做好技術(shù)儲備，正是他們擅長的事。

“十四五”的5年間，他們研發(fā)的3個“國際首套”裝置相繼并網(wǎng)發(fā)電，各項指標創(chuàng)下新的世界紀錄。這是此前10年技術(shù)積累的厚積薄發(fā)，也是這支堅持長期主義團隊的必然回報。

機會留給有準備的人

儲能技術(shù)，特別是長時大規(guī)模電力儲能，是解決我國棄風、棄光問題，提高可再生能源消納水平的關(guān)鍵技術(shù)。

被譽為“空氣充電寶”的壓縮空氣儲能技術(shù)雖然最早起源于歐美，在我國起步較晚，但工程熱物理所研究員陳海生帶領(lǐng)的儲能研發(fā)中心團隊在國際上率先提出“先進”壓縮空氣儲能的新概念，實現(xiàn)了后來居上。

其先進之處，一是擺脫了對燃料的依賴，真正做到了零污染、零排放;二是擺脫了對地理環(huán)境條件的依賴，儲氣可利用天然地下洞穴，也可以采用人工硐室或壓力容器，選址非常靈活;三是攻克了一系列關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)效率屢創(chuàng)世界紀錄。

不過，作為一項新興技術(shù)，壓縮空氣儲能技術(shù)在產(chǎn)業(yè)初期的發(fā)展軌跡同國家政策息息相關(guān)。2019年，國家發(fā)展和改革委員會宣布取消對風電、光伏的補貼，儲能界一片悲觀的聲音。

而工程熱物理所不為所動，按照自己的時間表，在河北張家口建成國際首套人工硐室100兆瓦級先進壓縮空氣儲能示范項目。工程熱物理所正高級工程師紀律表示：“當時沒有政策支持，儲能需求也不強烈，壓縮空氣儲能技術(shù)的經(jīng)濟性并不明確。但我們作為中國科學院的科研團隊，就是要關(guān)注這些長周期的前沿技術(shù)。”

彼時，工程熱物理所已成功建成國際首套1.5兆瓦和10兆瓦系統(tǒng)，但想要大規(guī)模推廣，必須達到至少100兆瓦規(guī)模，提高效率、降低成本以符合市場要求。

陳海生表示，建設(shè)人工硐室100兆瓦系統(tǒng)的最大難點之一是工程屬于全球首創(chuàng)，無任何先例可循，在工程論證、規(guī)劃選址、勘察設(shè)計、施工工藝和材料、質(zhì)量監(jiān)督等方面均需要開展創(chuàng)造性工作，沒有標準可參考。

為了保證項目建設(shè)進度，2021年冬天，雖然氣溫驟降，團隊還是決定破例在冬季施工。張家口的冬季寒冷漫長，氣溫常常低至零下三四十攝氏度。工程熱物理所正高級工程師李文對張家口冬天的印象是“衛(wèi)生間總沒水，全凍住了”。更可怕的是，連儀器設(shè)備都被凍得不聽使喚，不得不“蓋”上棉被。

就這樣，在北風和大雪中，大家白天黑夜連軸轉(zhuǎn)，終于趕在2022年9月順利實現(xiàn)百兆瓦系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電。

機會永遠留給有準備的人。對于這支團隊來說，前期的所有不確定性都轉(zhuǎn)化為技術(shù)上的先發(fā)優(yōu)勢，使百兆瓦壓縮空氣儲能系統(tǒng)從圖紙變?yōu)閷嵨铩?/p>

進入“十四五”時期，在國家“雙碳”目標的帶動下，2022年儲能行業(yè)利好政策頻出，給壓縮空氣儲能技術(shù)帶來機遇。

第一個吃螃蟹的人

2021年9月21日，李文記憶猶新。

那天是中秋節(jié)，大家都在沒日沒夜加班，迎接正在建設(shè)的山東肥城10兆瓦鹽穴先進壓縮空氣儲能電站首次并網(wǎng)。李文去附近鎮(zhèn)子上買點節(jié)日補給，沒想到一不留神把車開到了溝里，第二天找來拖車，車才被拖出來。時至今日，他仍自責沒做好后勤工作。

兩天之后，該電站向電網(wǎng)輸出第一度電，標志著國際首套10兆瓦鹽穴先進壓縮空氣儲能國家示范電站成功并網(wǎng)發(fā)電。

利用鹽穴儲氣，是團隊的新嘗試。早期采用密閉鋼罐儲存壓縮空氣，隨著鋼材價格持續(xù)走高，技術(shù)推廣有了壓力。

為此，團隊開始探索天然洞穴儲氣的技術(shù)路徑。鹽穴是鹽礦開采后留下的廢棄礦洞，不找不知道，原來我國許多省份都分布有鹽穴，且廢棄鹽穴有坍塌風險，其后續(xù)處理是一大難題，若能用作儲氣庫，可謂一舉兩得。

2019年，經(jīng)過長期調(diào)研，團隊最終選定利用山東肥城一處廢棄鹽穴進行工程示范。作為國內(nèi)第一個鹽穴儲氣庫，該工程的成敗關(guān)系到這條技術(shù)路徑的可行性，團隊成員的壓力很大。

工程熱物理所高級工程師侯虎燦帶領(lǐng)團隊在現(xiàn)場夜以繼日地進行注氣排鹵工作，即通過向鹽穴內(nèi)部注入高壓力空氣，將內(nèi)部鹵水置換出來。該工作繁瑣復(fù)雜，還要保障地質(zhì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，更是難上加難。經(jīng)過近百個日夜的加班加點，他們終于迎來了鹽穴儲氣庫的成功投運。那一晚，幾個30多歲的大老爺們兒像孩子一樣歡呼雀躍，喜極而泣。

“那一刻獲得的不僅僅是成就感，更是幸福感。”侯虎燦說。

由于廢棄鹽田位于一片農(nóng)田中，去最近的鎮(zhèn)子往返需半小時車程，而鎮(zhèn)上最“高檔”的酒店也沒有洗澡的熱水。為了省下往返時間，一些年輕小伙有時候干脆住在車里，把精力全留給項目建設(shè)。

2021年8月，眼見項目進入最后階段，肥城卻迎來幾十年一遇的暴雨。為了保證項目按期驗收，每天施工單位下班后，工程熱物理所的技術(shù)人員依然加班加點趕工期。

“每天晚上都能看見一群博士光著腿在田里干活。”李文笑著說，“我們不管走到哪兒，都沒有給中國科學院丟人。山東擁有對儲能最友好的電價政策，我們也不能辜負地方的信任。”

2022年7月，肥城10兆瓦鹽穴先進壓縮空氣儲能電站成為國內(nèi)首個參與電力市場現(xiàn)貨交易的壓縮空氣儲能商業(yè)電站。未來5年，這里還將建設(shè)一個儲能產(chǎn)業(yè)示范園區(qū)，帶動地方經(jīng)濟高速發(fā)展。

做圍繞目標“隨機應(yīng)變”的人

同樣在肥城，2024年4月，工程熱物理所研發(fā)的國際首套300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站順利并網(wǎng)發(fā)電。

據(jù)悉，該項目一小時能發(fā)電30萬度，年儲電能力超6億度，年節(jié)約18.9萬噸標準煤。

從10兆瓦到100兆瓦再到300兆瓦，陳海生表示，每一套新的示范都不是簡單的量變問題，而是存在著質(zhì)變的根本挑戰(zhàn)。主要關(guān)鍵設(shè)備均需要重新設(shè)計研發(fā)，核心目標只有一個，就是獲得更高的系統(tǒng)效率。

為了將整體效率提高0.1%，可能需要各部門歷時數(shù)月溝通細節(jié)、優(yōu)化流程、反復(fù)迭代。最終，300兆瓦系統(tǒng)額定設(shè)計效率達72.1%，處于國際領(lǐng)先水平。

從貴州畢節(jié)到河北張家口再到山東肥城，團隊面臨著異地建設(shè)的挑戰(zhàn)。如何保障項目快速向前推進?陳海生思考了很久，最終得出結(jié)論：科學研究講究探索未知，追求卓越，要充分給予科研人員自由活動的空間;而工程項目建設(shè)則更注重質(zhì)量、進度和安全，項目隊伍要統(tǒng)一協(xié)作。

帶領(lǐng)一幫科學家做工程，陳海生稱首先要擺正心態(tài)，能上能下。既要懂科學原理，又要掌握工程技術(shù)，包括擰閥門、緊螺栓、調(diào)設(shè)備這些基本技能，自己做出來的東西，才有充足的信心保證不出問題。

其次要有堅定的信念。“做工程肯定會遇到各種各樣的困難。除了技術(shù)問題，也會有管理、經(jīng)費、工程手續(xù)等方方面面的問題，如果沒有堅定的信心，不可能把這樣大型的全球首創(chuàng)工程建設(shè)起來。”陳海生說。

為此，團隊一方面積極引進工程技術(shù)人才，另一方面很多成員紛紛轉(zhuǎn)型。大家從坐在實驗室里的科學家變?yōu)槊刻炫菰诠さ氐墓こ處熀晚椖拷?jīng)理、管理著幾百人的企業(yè)經(jīng)營者、緊跟國家政策的政策分析員……從只會做研究，變成了懂管理、懂政策、懂工程、懂經(jīng)營的全才團隊。

2025年，團隊已在國際上率先開展了600兆瓦變速壓縮空氣儲能系統(tǒng)的研發(fā)。陳海生表示，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的造價已接近或低于抽水蓄能，隨著儲能單機規(guī)模繼續(xù)擴大，系統(tǒng)性能將不斷提升，系統(tǒng)成本將進一步下降20%至30%，以更好適配儲能市場的發(fā)展需求。