移動充電寶，大家應該再熟悉不過了，出門在外，它可謂手機“護身符”。但你聽說過“空氣充電寶”嗎？最近，一個地表最強“空氣充電寶”建成，為啥要建這個“新型充電寶”，給誰充電？它是“快充”嗎？以它為代表的新型儲能如何影響我們生活？
“年紀”輕，能量大
這個有地表最強“空氣充電寶”之稱的，就是山東肥城的全球最大先進壓縮空氣儲能國家示范電站，該項目日前已并網發電。
△山東肥城300兆瓦先進壓縮空氣儲能國家示范電站全景。
很多人可能會有疑問，“空氣”怎么當充電寶使呢？這就要從壓縮空氣儲能項目的原理說起。
其實它的基本原理很簡單：能量守恒。它把電能轉換成空氣壓力能和一部分熱能進行存儲，在需要發電時把高壓空氣釋放，轉化為機械能，進而帶動發電機發電。
壓縮空氣儲能和充電寶異曲同工：把多余的電先儲存起來，需要時再釋放出來。換言之，我們日常用的充電寶也是一種儲能產品。不同于給手機、筆記本電腦等小型產品“服務”的移動充電寶，壓縮空氣儲能的服務對象是電網，助力“靠天吃飯”的太陽能、風能發電能穩定、流暢地接入電網，存儲備用，促進新能源消納。
△壓縮空氣儲能項目原理示意圖。
原理雖簡單，但實力并不簡單：效率高、規模大、壽命長等都是壓縮空氣儲能的優點，而鹽穴壓縮空氣儲能具有更多優勢，比如建設周期短、成本低、安全性高等。
就拿山東肥城的鹽穴壓縮空氣儲能項目來說，充滿電需要8個多小時，儲1度電最終能放出0.72度電，可連續放電6小時，年發電量可達6億度，在用電高峰可為20萬~30萬戶居民提供電力保障。而且響應速度快，從接到指令到發電設備高效運轉，6~8分鐘即可完成，可謂是“超級快充”。國網山東省電力公司工作人員表示，這個效率在傳統和新型壓縮空氣儲能領域都是國際最高水平。
它利用當地豐富的鹽穴（鹽井開采完后形成的地下空間，是大規模壓縮空氣儲能理想的儲氣場所）資源——將壓縮的空氣儲存在了附近地下的鹽穴中，降低了成本。南方電網工作人員介紹，在形成一定規模后，采用鹽穴儲氣的壓縮空氣儲能項目具有明顯成本優勢，和采用儲氣罐的壓縮空氣儲能項目相比，其建設成本可下降30%左右。
漏氣、坍塌，是很多人擔心的問題。
“鹽穴壓縮空氣儲能安全性非常高，因為鹽巖具有非常低的滲透率，且力學性能穩定。即便腔體產生裂縫，天然礦鹽遇水溶化再凝固后，裂縫也會很快自愈，能夠保證儲存腔的密閉性。”國網山東省電力公司工作人員介紹，一般來說，用來儲氣的鹽穴都是“精挑細選”的，前期會通過一系列資料收集和勘察排查手段，來測試鹽穴的氣密性等，以避免鹽穴出現漏氣的現象。
與此同時，鹽穴可承受的壓力高達幾百兆帕，遠遠高于空氣壓縮儲能所需的幾兆帕到十幾兆帕，不易發生坍塌或破裂。
△江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目。
此外，相較于2.1小時新型儲能項目的平均儲能時長，鹽穴壓縮空氣儲能可達6~8小時乃至更久。與此同時，和抽水蓄能電站6至8年的建設周期相比，其1.5至2年的建設周期堪比“坐火箭”，不但“長”得快且“活”得還長，壽命可達40至50年，儲釋能上萬次。
種種優點，讓“年輕”的壓縮空氣儲能，盡管在中國只有十多年的開發史，卻發展飛速，成為后起之秀。
“新”與“熱”
壓縮空氣儲能的發展，其實是我國新型儲能近幾年迅猛發展的一個縮影。
很多人要問了，什么是新型儲能？它是相較于傳統儲能抽水蓄能而言的，包括新型鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能、機械儲能等。
它究竟“新”在哪呢？
首先是技術新，我國目前已建或在建的新型儲能項目，應用了多種先進技術，實現了多項核心技術的突破。
除技術新外，新型儲能還有建設周期短、選址靈活、應用場景多元、環保等特點。“傳統儲能雖然成熟可靠，但電站建設周期較長，需占用大量土地資源，對地形要求嚴格，還有可能破壞生態環境。”國網河北電科院設備中心李秉宇表示，如果說傳統儲能是個體積大、儲量大的大型充電寶，新型儲能就是個小巧輕便的便攜式充電寶。
△江蘇常州的一個抽水蓄能電站。
國家能源局最新數據顯示，截至2024年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目裝機規模超3500萬千瓦，可滿足兩千多萬戶居民的用電需求。2023年一年，我國新型儲能新增裝機規模是“十三五”末裝機規模的近10倍。
新型儲能迅猛發展背后，是我國新能源發電裝機規模的持續快速增長。
2021年3月15日召開的中央財經委員會第九次會議提出，構建以新能源為主體的新型電力系統。截至2023年底，我國風光發電裝機容量達到10.5億千瓦，同比增長38.6%，占國內發電總裝機容量的36%。根據國家規劃，預計到“十四五”末，新能源將成為各地的主力電源，可再生能源發電裝機占電力總裝機的比例將超過50％，到2030年，風電和光伏的裝機將不低于12億千瓦。
伴隨著“蒸蒸日上”的數據，新能源發電的間歇性、波動性對電網安全影響越來越大，“棄光棄風”現象時有發生。
去年，我國有些城市出現限電情況，其實一定程度上反映出風光等新能源并未充分承擔起在電力系統中的作用。儲能作為一種重要的電網靈活性調節資源，它的發展，可以說制約著更高比例和更大規模可再生能源的并網進度。簡言之，如果儲能“跟不上”，新能源裝機量再大，實際發電量也上不來。
李秉宇表示，儲能可以很好地解決新能源發電與用電端時間不匹配的問題，從而減少棄風棄光，提升新能源發電的利用率。因此，儲能電站需求日益緊迫。通過它，我們可以讓電量的多少聽從調度，變得連續、穩定和可控。
比如，中午前后光伏發電非常富余，但無法消納，那就可以通過儲能先存下來，在用電高峰期再釋放出來。除了削峰填谷，新型儲能還可以提升電網抗干擾能力，從而增強電網穩定性和可靠性。
加之蓄水儲能電站對地形有要求，且成本高昂，不是哪里有需求就可以建在哪里，在這種背景下，中央和地方相繼出臺多項政策，鼓勵新能源配儲，作為傳統儲能的重要補充。
“可以說，新型儲能是新型電力系統的重要支撐。”李秉宇如是說。
2024年，“發展新型儲能”被首次寫入政府工作報告，為該行業發展按下“加速鍵”。截至2024年一季度末，全國已建成投運新型儲能累計裝機較2023年底增長超過12%，同比增長超過210%。
在裝機容量的喜人數據背后，部分新型儲能發展還面臨一些利用率較低、盈利模式不清晰、回本周期較長等問題。國家相關部門也已注意到了這些問題，并陸續出臺政策，明確細則，以提高新型儲能利用率和收益。相關企業也對盈利模式進行了積極探索。
“給予建設單位好的盈利，能夠極大激發投資者信心。”國網山東省電力公司工作人員表示，只有有了經濟性，行業才能良性發展。
來源：新聞聯播微信公號
責任編輯：林紅
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