2024年中秋節前，在被中國能建數科集團（以下簡稱“數科集團”）習慣稱為酒泉項目現場，800多位建設者沒有過節的意思，直至深夜，工地依舊一片忙碌。
伴隨不時從地下傳來的工程爆破聲，這里緊張的空氣已經持續了一段時間。在甘肅酒泉下轄的縣級市玉門，全球首座300兆瓦人工硐室型壓縮空氣儲能電站，多個作業面正在同時展開：主廠房框架結構封頂，膨脹發電機基座、B列壓縮機一二段基座完成澆筑，水罐區域三個儲能熱水罐相繼拼裝、組焊。重要的地下工程爆破開挖作業，已打通了檢修交通硐、橫向連通硐，而最為關鍵的地下儲氣庫已經開始爆破開挖……
數科集團黨委書記、董事長萬明忠形象地說，壓縮空氣儲能“地下決定成敗，地上決定好壞”。隨著后續各種工程考驗，以及人們對未來成功的期盼，緊繃的精神從未舒緩。
開弓沒有回頭箭。對數科集團而言更是如此。
創新的“籃子”
數科集團全力突破壓縮空氣儲能技術，寄托著企業在能源轉型發展和科技創新中力求突破的期望。
數科集團--這個由中國能建兩家科技企業合并而成的公司，近幾年，“真金白銀”“押注”壓縮空氣儲能產業化，決心之大、步伐之快，讓人印象深刻，也令整個行業感到吃驚。
這是一場加速度的賽跑。前不久，湖北應城壓縮空氣儲能示范工程剛剛建成，在全球首次將壓縮空氣儲能電站規模推到300兆瓦級。目前正在建設的酒泉項目，同樣是300兆瓦級，并將挑戰另一個首創--地下人工硐室型壓縮空氣儲能。兩個首臺套，讓數科集團處于該領域第一梯隊位置。
當前，全球能源領域正處在深度化結構轉型之中，中國的表現尤為搶眼。截至2024年6月底，全國全口徑發電裝機容量30.7億千瓦，其中并網風電和太陽能發電合計裝機達到11.8億千瓦，合計占比超過38%，首次超過煤電裝機規模。
據多家權威機構測算，2020年至2060年，中國基于可再生能源的發電量將激增7倍，風電和太陽能光伏發電將成為主導力量，占比高達80%，以風、光為代表的新能源電源，未來將成為電力裝機主力。儲能也將隨之展開，以緩解新能源“隨機性、間歇性、波動性”問題。
儲能技術路線包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、電化學儲能，以及機械能儲能等方向。其中，壓縮空氣儲能是一種新型長時物理儲能技術。儲能時，驅動壓縮機將空氣壓縮并儲存于儲氣裝置中；釋能時，高壓空氣從儲氣裝置中釋放，進入空氣透平膨脹做功，帶動發電機發電，輸出電能。
“如果將風光為代表的新能源發電比作一路奔馳向前的駿馬，那么儲能就是駕馭這匹烈馬的韁繩。”數科集團總經濟師李軍介紹，自2019年底公司選擇進入這條賽道，大體已經歷五個階段。
李軍將前四個階段描述為“探索、定向、聚焦、攻堅”，確定將壓縮空氣儲能工程化作為重點，并以應城項目建設為標志，創造性地加快取得實質性進展。
現在正處在第五個階段。如何概括這個階段，李軍坦陳：“我想了好多詞，還沒想到太合適的。可以叫鼓舞的階段，應城項目的建成確實是個巨大鼓舞。但又覺得不全面，其實還有一個面臨挑戰和困難的問題，這個階段還在過程中。”
中國能建壓縮空氣儲能業務“第一人”萬明忠悄悄從系統內“挖人”干這個事業，李軍算是首批團隊成員之一，來自中國能建設計板塊。“我要負責項目前期策劃與組織，對接政府與內外部單位，孵化項目前期。”
作為既定戰略，數科集團立志成為壓縮空氣儲能產業的持有者、主導者和領先者，并得到中國能建全力支持。除壓縮空氣儲能外，中國能建下屬還有多個企業，正在化學儲能、重力儲能等方向發力。
更多介入原創、前沿技術開發，孵化于一個“創新的籃子”，從一個側面反映出中國能建從集團到成員企業對轉型的一致追求。對這類以“工程實現能力”作為本質的企業來說，這無疑是一條創新之路，是關于企業如何成為創新主體的“新注解”，他們又將拿出怎樣的“籌碼”？
應城“大考”
作為一個典型的工程技術主導型企業，數科集團活躍著一批典型的“理工男”，應城項目負責人李峻就是其中之一。初次見面，是在從武漢去應城的路上，幾乎沒有任何寒暄，一上車，李峻就滔滔不絕地介紹起壓縮空氣儲能技術的前世今生。
應城項目屬于鹽穴型壓縮空氣儲能，分為地面工藝系統和地下儲氣庫兩大系統，中間通過8口井相連。按照李峻的描述：“這個地下500米的儲氣庫就好比一個輪胎，大地是它的外胎，密閉的鹽穴本體是內胎，地下地上的連接井，相當于氣門芯，工藝要求很高。”
科研是先導。在應城項目開始建設前，數科集團已經做了大量研究工作，并組建了一支團隊。萬明忠帶隊，提煉出兩個科學問題，一是空氣壓縮過程中，如何實現物質流和能量流的高效存儲、低阻傳輸，以及它們之間的交互響應和耦合機制；二是高壓循環荷載下，超大容量地下儲氣庫的設計理論和建造方法。
在此基礎上再分解，對重大工程技術“解剖麻雀”，進而結合應城項目實踐，衍生出一個龐大、完整的工程系統，凝結為《中國能建壓縮空氣儲能系統解決方案》。
作為能源建設企業，中國能建成員單位對這個系統解決方案的地上部分，如空氣壓縮、膨脹做功以及儲換熱系統很熟悉，但也不乏挑戰。“比如大型壓縮機，過去主要用于冶金和煉化行業，大型的球罐和換熱器，以及連接的大型管道，一般在石化行業里面用的更多。”李峻說，“我們對蒸汽透平很熟悉，但用空氣作為做功工質，也會面臨一些新課題。”
儲能項目的運行工況有個特別之處--需要每天啟停。應城項目滿負荷工作時，每日充放電循環吞吐的空氣量達到1.35萬噸，相當于320節高鐵車廂的重量。加之電站運行壽命要達到30至40年，對系統和設備的可靠性提出了極高要求。李峻強調：“我們在設備選型上下了大功夫，關注實際工程運用，這是與純科研的一個差別。”
在實際工程中，系統體量增大往往會由量變引起質變，僅僅在實驗室做小樣，許多問題發現不了。“應城項目300兆瓦機組的壓縮空氣質量流量，幾乎接近百萬千瓦火電機組的蒸汽流量，給空氣透平和空氣管道研發及設計帶來極大挑戰。”組合這么一個龐大的熱力系統，需要攻克的難題很多。“我們投入巨大的資源，把這些硬骨頭啃了下來！”
儲換熱系統規模龐大，應城項目用了1萬噸鋼材。置身現場，這些巨大而整齊排布的壓力管道，氣勢和震撼撲面而來。
然而，更大的挑戰還在地下。作為壓縮空氣儲氣庫的天然鹽穴深入地下數百米，人又不能進入，如何掌控判斷鹽穴的狀況，又是一個復雜的科學和工程實踐問題。
數科集團將“鹽腔精細刻畫”納入研究課題。結合鹽礦累積開采數據、高精度三維地震、聲納測腔、高靈敏度水密封試驗等方法，“抽絲剝繭”搞清這個地下“盲盒”。
“這里凝聚了許多人的聰明才智，只有通過各種數模實驗，確定容積、形狀等參數，對穩定性、密封性進行評估，最終才能確定這個腔體合不合適。”李峻說，“對整個儲氣庫的建造，我們從理論到工程全部實踐過了。”（闞震）
轉自：中國能源報
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