 山东肥城300兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目全景。工程热物理所供图
■本报记者 陈欢欢 2025年，国家“136号文”的出台，像一记重磅炸弹投入储能行业。该文件终结了“强制配储”模式，意味着储能行业将从政策驱动转向市场驱动。 脱离补贴自己成长，储能行业准备好了吗？业界对这一问题众说纷纭。 而对中国科学院工程热物理研究所（以下简称工程热物理所）压缩空气储能研发团队来说，提前布局、做好技术储备，正是他们擅长的事。 “十四五”的5年间，他们研发的3个“国际首套”装置相继并网发电，各项指标创下新的世界纪录。这是此前10年技术积累的厚积薄发，也是这支坚持长期主义团队的必然回报。 机会留给有准备的人 储能技术，特别是长时大规模电力储能，是解决我国弃风、弃光问题，提高可再生能源消纳水平的关键技术。 被誉为“空气充电宝”的压缩空气储能技术虽然最早起源于欧美，在我国起步较晚，但工程热物理所研究员陈海生带领的储能研发中心团队在国际上率先提出“先进”压缩空气储能的新概念，实现了后来居上。 其先进之处，一是摆脱了对燃料的依赖，真正做到了零污染、零排放；二是摆脱了对地理环境条件的依赖，储气可利用天然地下洞穴，也可以采用人工硐室或压力容器，选址非常灵活；三是攻克了一系列关键技术，系统效率屡创世界纪录。 不过，作为一项新兴技术，压缩空气储能技术在产业初期的发展轨迹同国家政策息息相关。2019年，国家发展和改革委员会宣布取消对风电、光伏的补贴，储能界一片悲观的声音。 而工程热物理所不为所动，按照自己的时间表，在河北张家口建成国际首套人工硐室100兆瓦级先进压缩空气储能示范项目。工程热物理所正高级工程师纪律表示：“当时没有政策支持，储能需求也不强烈，压缩空气储能技术的经济性并不明确。但我们作为中国科学院的科研团队，就是要关注这些长周期的前沿技术。” 彼时，工程热物理所已成功建成国际首套1.5兆瓦和10兆瓦系统，但想要大规模推广，必须达到至少100兆瓦规模，提高效率、降低成本以符合市场要求。 陈海生表示，建设人工硐室100兆瓦系统的最大难点之一是工程属于全球首创，无任何先例可循，在工程论证、规划选址、勘察设计、施工工艺和材料、质量监督等方面均需要开展创造性工作，没有标准可参考。 为了保证项目建设进度，2021年冬天，虽然气温骤降，团队还是决定破例在冬季施工。张家口的冬季寒冷漫长，气温常常低至零下三四十摄氏度。工程热物理所正高级工程师李文对张家口冬天的印象是“卫生间总没水，全冻住了”。更可怕的是，连仪器设备都被冻得不听使唤，不得不“盖”上棉被。 就这样，在北风和大雪中，大家白天黑夜连轴转，终于赶在2022年9月顺利实现百兆瓦系统的并网发电。 机会永远留给有准备的人。对于这支团队来说，前期的所有不确定性都转化为技术上的先发优势，使百兆瓦压缩空气储能系统从图纸变为实物。 进入“十四五”时期，在国家“双碳”目标的带动下，2022年储能行业利好政策频出，给压缩空气储能技术带来机遇。 第一个吃螃蟹的人 2021年9月21日，李文记忆犹新。 那天是中秋节，大家都在没日没夜加班，迎接正在建设的山东肥城10兆瓦盐穴先进压缩空气储能电站首次并网。李文去附近镇子上买点节日补给，没想到一不留神把车开到了沟里，第二天找来拖车，车才被拖出来。时至今日，他仍自责没做好后勤工作。 两天之后，该电站向电网输出第一度电，标志着国际首套10兆瓦盐穴先进压缩空气储能国家示范电站成功并网发电。 利用盐穴储气，是团队的新尝试。早期采用密闭钢罐储存压缩空气，随着钢材价格持续走高，技术推广有了压力。 为此，团队开始探索天然洞穴储气的技术路径。盐穴是盐矿开采后留下的废弃矿洞，不找不知道，原来我国许多省份都分布有盐穴，且废弃盐穴有坍塌风险，其后续处理是一大难题，若能用作储气库，可谓一举两得。 2019年，经过长期调研，团队最终选定利用山东肥城一处废弃盐穴进行工程示范。作为国内第一个盐穴储气库，该工程的成败关系到这条技术路径的可行性，团队成员的压力很大。 工程热物理所高级工程师侯虎灿带领团队在现场夜以继日地进行注气排卤工作，即通过向盐穴内部注入高压力空气，将内部卤水置换出来。该工作繁琐复杂，还要保障地质结构的稳定性，更是难上加难。经过近百个日夜的加班加点，他们终于迎来了盐穴储气库的成功投运。那一晚，几个30多岁的大老爷们儿像孩子一样欢呼雀跃，喜极而泣。 “那一刻获得的不仅仅是成就感，更是幸福感。”侯虎灿说。 由于废弃盐田位于一片农田中，去最近的镇子往返需半小时车程，而镇上最“高档”的酒店也没有洗澡的热水。为了省下往返时间，一些年轻小伙有时候干脆住在车里，把精力全留给项目建设。 2021年8月，眼见项目进入最后阶段，肥城却迎来几十年一遇的暴雨。为了保证项目按期验收，每天施工单位下班后，工程热物理所的技术人员依然加班加点赶工期。 “每天晚上都能看见一群博士光着腿在田里干活。”李文笑着说，“我们不管走到哪儿，都没有给中国科学院丢人。山东拥有对储能最友好的电价政策，我们也不能辜负地方的信任。” 2022年7月，肥城10兆瓦盐穴先进压缩空气储能电站成为国内首个参与电力市场现货交易的压缩空气储能商业电站。未来5年，这里还将建设一个储能产业示范园区，带动地方经济高速发展。 做围绕目标“随机应变”的人 同样在肥城，2024年4月，工程热物理所研发的国际首套300兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站顺利并网发电。 据悉，该项目一小时能发电30万度，年储电能力超6亿度，年节约18.9万吨标准煤。 从10兆瓦到100兆瓦再到300兆瓦，陈海生表示，每一套新的示范都不是简单的量变问题，而是存在着质变的根本挑战。主要关键设备均需要重新设计研发，核心目标只有一个，就是获得更高的系统效率。 为了将整体效率提高0.1%，可能需要各部门历时数月沟通细节、优化流程、反复迭代。最终，300兆瓦系统额定设计效率达72.1%，处于国际领先水平。 从贵州毕节到河北张家口再到山东肥城，团队面临着异地建设的挑战。如何保障项目快速向前推进？陈海生思考了很久，最终得出结论：科学研究讲究探索未知，追求卓越，要充分给予科研人员自由活动的空间；而工程项目建设则更注重质量、进度和安全，项目队伍要统一协作。 带领一帮科学家做工程，陈海生称首先要摆正心态，能上能下。既要懂科学原理，又要掌握工程技术，包括拧阀门、紧螺栓、调设备这些基本技能，自己做出来的东西，才有充足的信心保证不出问题。 其次要有坚定的信念。“做工程肯定会遇到各种各样的困难。除了技术问题，也会有管理、经费、工程手续等方方面面的问题，如果没有坚定的信心，不可能把这样大型的全球首创工程建设起来。”陈海生说。 为此，团队一方面积极引进工程技术人才，另一方面很多成员纷纷转型。大家从坐在实验室里的科学家变为每天泡在工地的工程师和项目经理、管理着几百人的企业经营者、紧跟国家政策的政策分析员……从只会做研究，变成了懂管理、懂政策、懂工程、懂经营的全才团队。 2025年，团队已在国际上率先开展了600兆瓦变速压缩空气储能系统的研发。陈海生表示，压缩空气储能系统的造价已接近或低于抽水蓄能，随着储能单机规模继续扩大，系统性能将不断提升，系统成本将进一步下降20%至30%，以更好适配储能市场的发展需求。 《中国科学报》 (2026-03-02 第1版 要闻) 特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。" alt="长期主义者的回报：五年三个“国际首套”—新闻—科学网" >
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