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9月28日上午，全球最大規(guī)模的350兆瓦鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程在山東泰安市舉行開(kāi)工儀式。

該項(xiàng)目采用全球首創(chuàng)的低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)，由中國(guó)能建數(shù)科集團(tuán)聯(lián)合中國(guó)能建華東建投、泰安市泰山新能源發(fā)展有限公司等單位共同投資建設(shè)，工程建成后將在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單機(jī)功率全球第一、轉(zhuǎn)換效率全球第一、儲(chǔ)能規(guī)模全球第一等三個(gè)全球第一。

該項(xiàng)目一期建設(shè)一臺(tái)350兆瓦/140萬(wàn)千瓦時(shí)機(jī)組，總投資約22.3億元，采用低溫熔融鹽儲(chǔ)熱高溫絕熱壓縮系統(tǒng)方案，設(shè)計(jì)儲(chǔ)能/充電時(shí)間8小時(shí)，釋能/放電時(shí)間4小時(shí)。項(xiàng)目投運(yùn)后年發(fā)電量約為10億千瓦時(shí)。

依托中國(guó)能建自主研發(fā)的大容量非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)，全球首創(chuàng)的低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)，該項(xiàng)目的系統(tǒng)綜合轉(zhuǎn)換效率可達(dá)70%以上，效率水平全球第一；更經(jīng)濟(jì)的工程造價(jià)水平，核心經(jīng)濟(jì)指標(biāo)單位造價(jià)降至6000元/千瓦左右；更智慧的數(shù)字化電站，全過(guò)程數(shù)字技術(shù)賦能，打造儲(chǔ)能電站數(shù)字孿生，實(shí)現(xiàn)“智能、協(xié)同、融合、安全、柔性”的智慧電廠。

而其中最具創(chuàng)新性的當(dāng)推其全球首創(chuàng)的低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)。那么，這種技術(shù)到底是怎樣的運(yùn)行原理？

首先要了解的是，按照運(yùn)行原理，壓縮空氣儲(chǔ)能分為補(bǔ)燃式和非補(bǔ)燃式兩類(lèi)。

補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能需要借助于燃料的補(bǔ)燃，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的循環(huán)運(yùn)行，儲(chǔ)能時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)將空氣壓縮至高壓并存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣室中，完成高壓空氣的存儲(chǔ)；釋能時(shí)，儲(chǔ)氣室中的高壓空氣進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，在燃燒室中與燃料混合燃燒，驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)對(duì)外輸出電能，從而完成發(fā)電過(guò)程。

非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能基于常規(guī)的補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)展而來(lái)，通過(guò)采用回?zé)峒夹g(shù)，將儲(chǔ)能時(shí)所產(chǎn)生的壓縮熱收集并存儲(chǔ)，待系統(tǒng)釋能時(shí)用以加熱進(jìn)入渦輪機(jī)的空氣，從而摒棄了燃料補(bǔ)燃，非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能消除了對(duì)化石燃料的依賴，實(shí)現(xiàn)了有害氣體的零排放。

▲非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能原理圖

理想情況下，空氣在壓縮機(jī)中進(jìn)行絕熱壓縮，會(huì)產(chǎn)生大量的壓縮熱，例如，將常溫常壓空氣直接壓縮至5MPa，溫度將達(dá)到650℃左右。若在壓縮過(guò)程結(jié)束，100%的壓縮熱被回收利用，系統(tǒng)將達(dá)到最高效率。蓄熱式非補(bǔ)燃技術(shù)可回收再利用氣體壓縮過(guò)程所產(chǎn)生的壓縮熱，這種系統(tǒng)的理論系統(tǒng)效率能達(dá)到70%～80%。

當(dāng)前，其中采用的蓄熱介質(zhì)多為高溫導(dǎo)熱油，導(dǎo)熱油的最高工作溫度僅為350℃～400℃，更高的運(yùn)行溫度有望實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率，而熔鹽則可以實(shí)現(xiàn)550℃的儲(chǔ)熱溫度，有望在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)中發(fā)揮關(guān)鍵作用。但總體來(lái)看，熔鹽作為蓄熱介質(zhì)目前還在研發(fā)示范階段。這也是中國(guó)能建為何宣稱該項(xiàng)目采用了全球首創(chuàng)的低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)的原因。

需要指出的是，采用熔融鹽蓄熱的非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)，熔融鹽的能量來(lái)源可以來(lái)自于空氣的壓縮熱，同時(shí)也可以來(lái)自于低谷電、棄風(fēng)/光電等廉價(jià)電能。

中國(guó)能建稱，該項(xiàng)目采用低熔點(diǎn)熔鹽，拓寬了熔融鹽的溫度使用區(qū)間，降低了工程總造價(jià)。這是因?yàn)槿埯}作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，根據(jù)Q=cm△t這一熱量計(jì)算公式，溫差越大，存儲(chǔ)同等熱量消耗的熔鹽量就越小。目前尚不清楚該項(xiàng)目采用的低熔點(diǎn)熔鹽的運(yùn)行溫度區(qū)間，但其定然應(yīng)該比傳統(tǒng)的二元熔鹽（60%硝酸鈉+40%硝酸鉀的混合物）220~550攝氏度的運(yùn)行溫差要更大，因此也將能實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)效率。

由此可見(jiàn)，山東泰安350MW鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程的開(kāi)建，其意義不僅僅是將創(chuàng)建單機(jī)功率全球第一、轉(zhuǎn)換效率全球第一、儲(chǔ)能規(guī)模全球第一的“三個(gè)第一”，其更是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)創(chuàng)新示范的新里程碑。在壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)商業(yè)化的歷史進(jìn)程中，該項(xiàng)目首次商業(yè)化應(yīng)用低熔點(diǎn)熔融鹽高溫絕熱壓縮技術(shù)，將值得被歷史銘記。