中儲(chǔ)國能：發(fā)揮壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì) 為能源行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)能資產(chǎn)

宋茲鵬

在河北張家口，一座100兆瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能電站正在如火如荼地建設(shè)中，建成后將成為世界最大的新型壓縮空氣儲(chǔ)能電站。這座儲(chǔ)能電站的建設(shè)方就是中儲(chǔ)國能（北京）技術(shù)有限公司（以下簡稱中儲(chǔ)國能）。

對(duì)于儲(chǔ)能而言，近年來隨著能源供給的變革和市場(chǎng)的迫切需求，國家相關(guān)部門和能源行業(yè)對(duì)其重視程度越來越高，而壓縮空氣儲(chǔ)能作為重要的儲(chǔ)能方式之一，以其長時(shí)、大規(guī)模、安全性強(qiáng)、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)被政府和業(yè)內(nèi)賦予了很高的期望值。中儲(chǔ)國能這家由中科院工程熱物理研究所技術(shù)孵化的產(chǎn)業(yè)化公司，自2018年成立以來便致力于壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用推廣。

開拓壓縮空氣儲(chǔ)能新賽道

已經(jīng)被寫入國家“十四五”規(guī)劃的壓縮空氣儲(chǔ)能作為一種新型的儲(chǔ)能技術(shù)，但對(duì)于中儲(chǔ)國能來說，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)積累了17年。據(jù)了解，中儲(chǔ)國能的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)源自中科院工程熱物理研究所。技術(shù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人陳海生研究員在英國工作期間便開始嘗試進(jìn)行壓縮空氣儲(chǔ)能的研發(fā)。陳海生回國后進(jìn)入中科院工程熱物理研究所工作，對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能從千瓦級(jí)到兆瓦級(jí)，再到十兆瓦級(jí)、百兆瓦級(jí)技術(shù)進(jìn)行了完整的研發(fā)迭代，建成了全球唯一具備從1兆瓦到100兆瓦的壓縮空氣儲(chǔ)能的實(shí)驗(yàn)、檢測(cè)基礎(chǔ)研發(fā)平臺(tái)。在整個(gè)過程中，陳海生主導(dǎo)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)工作得到了國家和各級(jí)政府部門，以及一些能源央企的大力支持，也取得了重要突破。2013年在河北廊坊建成了國際首個(gè)1.5兆瓦超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能示范系統(tǒng)，系統(tǒng)效率達(dá)到了52.1%，被評(píng)價(jià)為“我國壓縮空氣儲(chǔ)能的一項(xiàng)重要突破，達(dá)到國際領(lǐng)先水平”；2016年在貴州畢節(jié)建成目前國際上唯一的10兆瓦級(jí)新型壓縮空氣儲(chǔ)能示范系統(tǒng)，系統(tǒng)效率達(dá)60.2%，是全球目前系統(tǒng)效率最高的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。

而目前，由中儲(chǔ)國能主導(dǎo)的國家級(jí)100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正在河北張家口建設(shè)，該項(xiàng)目計(jì)劃于今年年底建成，其中核心部件壓縮機(jī)、膨脹機(jī)已完成加工、裝配及測(cè)試工作?！斑@是全球首臺(tái)百兆瓦級(jí)別壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目的建成將有很大的標(biāo)志性意義?！敝袃?chǔ)國能副總經(jīng)理田雨在接受《中國商界》雜志記者采訪時(shí)表示，首先，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能本身有其適用場(chǎng)景，是在未來以風(fēng)電、光電為主的能源電力結(jié)構(gòu)下，解決整個(gè)系統(tǒng)能源供給的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——儲(chǔ)能。其次，百兆瓦級(jí)別的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是面向市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)化的最佳功率級(jí)別的起點(diǎn)，河北張家口100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目是壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)開辟藍(lán)海市場(chǎng)的關(guān)鍵一步，這不僅對(duì)中儲(chǔ)國能有著重要意義，而且對(duì)我國整個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和大范圍應(yīng)用也有著十分重要的意義。在田雨看來，百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的日趨成熟，真正解決了我國大規(guī)模、長時(shí)儲(chǔ)能的市場(chǎng)需求。

有些人可能會(huì)有疑問：從1.5兆瓦到10兆瓦，再到100兆瓦，不就是儲(chǔ)能規(guī)模變大了嗎？其實(shí)并沒有那么簡單。不同規(guī)模的項(xiàng)目，雖然整個(gè)系統(tǒng)的集成方式和工作原理等相近，但是其技術(shù)路線和主設(shè)備結(jié)構(gòu)具有一定的差異性，并且技術(shù)經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)效率有較大不同。目前來看，中儲(chǔ)國能兆瓦級(jí)的系統(tǒng)效率目前可以做到50%以上，10兆瓦的系統(tǒng)效率目前可以做到約60%，百兆瓦級(jí)別以上的系統(tǒng)效率目前可以達(dá)到約70%。據(jù)田雨介紹，未來中儲(chǔ)國能繼續(xù)擴(kuò)大系統(tǒng)規(guī)模后，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)效率能夠逼近75%。同時(shí)，系統(tǒng)效率的提升以及成本的下降，能夠讓整個(gè)系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性得到提高。

據(jù)記者了解，除以上建成和在建的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目外，中儲(chǔ)國能技術(shù)團(tuán)隊(duì)還參與建設(shè)了山東肥城10兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目，這是壓縮空氣儲(chǔ)能的一次重要嘗試?！斑@個(gè)項(xiàng)目采用的是鹽穴儲(chǔ)氣方式，鹽穴儲(chǔ)氣的應(yīng)用是壓縮空氣儲(chǔ)能中成本最低的一條技術(shù)路線。”田雨說，“在新型壓縮空氣儲(chǔ)能賽道上，山東肥城10兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目有可能是世界上第一個(gè)鹽穴儲(chǔ)氣新型壓縮空氣儲(chǔ)能電站，它標(biāo)志著我國壓縮空氣儲(chǔ)能低成本路線的成熟?！蔽覈兄S富的鹽穴資源，而中儲(chǔ)國能正在積極開發(fā)利用這些廢棄的鹽穴資源。目前，中儲(chǔ)國能已啟動(dòng)在河南平頂山建設(shè)首臺(tái)100兆瓦鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目。

經(jīng)過多年的耕耘，中儲(chǔ)國能已經(jīng)有了商業(yè)化訂單，因?yàn)槠渌庮I(lǐng)域的特殊性，其訂單規(guī)模都比較大，單體電站項(xiàng)目訂單達(dá)到了5億到8億元，從自身造血能力上來看表現(xiàn)較好。

由于其深厚的技術(shù)積累和產(chǎn)業(yè)化落地能力，中儲(chǔ)國能在資本市場(chǎng)上也受到了關(guān)注，目前已經(jīng)完成了1.6億元的天使輪融資。但田雨也表示，雖然其目前從經(jīng)營管理到整個(gè)生產(chǎn)制造，再到項(xiàng)目落地是輕資產(chǎn)的運(yùn)營模式，但是從能源行業(yè)角度來看，還需要一些更好的供應(yīng)鏈金融、銀行授信貸款等支持。

構(gòu)建完備的人才培養(yǎng)機(jī)制 保持企業(yè)創(chuàng)新活力

企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展離不開人才的支撐，特別是技術(shù)型企業(yè)，人才更是至關(guān)重要。但在田雨看來，儲(chǔ)能行業(yè)作為朝陽行業(yè)，目前還沒有形成成熟的人力資源市場(chǎng)，他希望更多人才能夠進(jìn)入到這個(gè)行業(yè)。

中儲(chǔ)國能對(duì)于團(tuán)隊(duì)、人才的建設(shè)，做了較多工作。首先，中儲(chǔ)國能把自己定位成一家科技創(chuàng)業(yè)公司，沒有簡單地采用傳統(tǒng)企業(yè)的用人邏輯，而是要打造一個(gè)賦能型組織和學(xué)習(xí)型組織。田雨介紹說：“所謂賦能型的組織，就是采用扁平化的邏輯，打造一個(gè)大的總部平臺(tái)，為一線業(yè)務(wù)的開展提供足夠支持?！迸c此同時(shí)，中儲(chǔ)國能在業(yè)務(wù)一線打造最小作戰(zhàn)單元，把每一個(gè)人當(dāng)作整個(gè)系統(tǒng)的重要節(jié)點(diǎn)之一，就像傳感器一樣能獲取各種信息，又是一個(gè)強(qiáng)終端，可以更好地去解決業(yè)務(wù)一線的問題?！巴ㄟ^這種方式，我們?nèi)藛T的學(xué)習(xí)成長和組織成長就統(tǒng)一起來了?！碧镉陮?duì)記者說。

值得一提的是，中儲(chǔ)國能打造的是一個(gè)開放的組織文化觀，把所有的信息匯集起來，能夠快速靈活地去對(duì)外部和內(nèi)部進(jìn)行決策、反饋。田雨認(rèn)為，組織的觀念在一定意義上比組織本身更為重要，所以中儲(chǔ)國能尤為重視人才。在人才建設(shè)上，中儲(chǔ)國能還發(fā)揮出來了與中科院工程熱物理研究所院企融合的優(yōu)勢(shì)。對(duì)于一些基礎(chǔ)性科研項(xiàng)目，中儲(chǔ)國能依托于中科院工程熱物理研究所，逐步地形成了自主研發(fā)方式和技術(shù)。與此同時(shí)，其商業(yè)化團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行商業(yè)邏輯的探索，然后把對(duì)技術(shù)和市場(chǎng)的認(rèn)知整合起來。田雨認(rèn)為：“技術(shù)研發(fā)一定是要符合市場(chǎng)需求。同時(shí)，了解到的市場(chǎng)需求要積極地向技術(shù)研發(fā)側(cè)反饋，如果信息流不通暢，那么企業(yè)的創(chuàng)新一定是被割裂開的?！?/p>

另外，中儲(chǔ)國能對(duì)技術(shù)人員和商業(yè)開發(fā)人員同等設(shè)立了期權(quán)激勵(lì)，希望能夠從“激勵(lì)側(cè)”培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)文化。田雨透露，中儲(chǔ)國能將來會(huì)逐步鼓勵(lì)內(nèi)部的一些人員圍繞能源行業(yè)做一些對(duì)社會(huì)有意義的事情。

滿足新能源市場(chǎng)儲(chǔ)能需求

雖然以中儲(chǔ)國能為代表的國內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水準(zhǔn)，且產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程越來越快。但實(shí)際上，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)并不是在我國最早出現(xiàn)的。上世紀(jì)八九十年代，德國、美國等國家就已經(jīng)開始了壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)并落地應(yīng)用，但這些都是傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，整個(gè)系統(tǒng)的效率大都比較低，并且過于依賴洞穴儲(chǔ)氣來降低成本。

同時(shí)，在工作原理上也有一定差異，傳統(tǒng)壓縮空氣儲(chǔ)能電站在做膨脹時(shí)需要燃燒天然氣等化石燃料補(bǔ)熱，而中儲(chǔ)國能研發(fā)的壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目運(yùn)用了新型儲(chǔ)熱儲(chǔ)冷技術(shù)，在整個(gè)能量利用上，熱和冷可以高效地循環(huán)利用。這樣不僅提高了系統(tǒng)效率，而且還擺脫了對(duì)天然氣等化石原料的依賴，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)空氣的液化儲(chǔ)存，儲(chǔ)能密度也大幅提升。另外，田雨還表示：“我們?cè)跊]有鹽穴的地區(qū)，可以使用鋼罐進(jìn)行儲(chǔ)氣，這樣就擺脫了對(duì)自然條件的依賴，讓壓縮空氣儲(chǔ)能變成可以工業(yè)化的產(chǎn)品。”

而壓縮空氣儲(chǔ)能為什么有大規(guī)模應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，田雨認(rèn)為這就需要從電力系統(tǒng)的需求上去分析，現(xiàn)在技術(shù)上最稀缺、市場(chǎng)需求最大的實(shí)際上是容量型儲(chǔ)能，而容量型儲(chǔ)能的最根本需求就是長時(shí)性、大規(guī)模性、安全性、穩(wěn)定可靠性等，還要有足夠高的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，而壓縮空氣儲(chǔ)能在各個(gè)方面的表現(xiàn)都非常好。

對(duì)于長時(shí)、大規(guī)模，壓縮空氣儲(chǔ)能可以說是為此而生的。因?yàn)楣β蕟卧腿萘繂卧欠珠_的，這樣就能讓容量建設(shè)的邊際成本遞減，這就說明它在容量型儲(chǔ)能上的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性極強(qiáng)。

對(duì)于安全性來說，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能的介質(zhì)是空氣，并不具有可燃性，更適合把規(guī)模做大之后保障其安全性。在壓縮空氣壓力等級(jí)上，中儲(chǔ)國能選擇的是中壓區(qū)間，這個(gè)區(qū)間從壓力容器領(lǐng)域來看，其安全性可以得到有效保障，其安全距離可按照國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。中儲(chǔ)國能在電站安全運(yùn)營層面建立了一整套完備的電控系統(tǒng)，能夠?qū)﹄娬具M(jìn)行全面的控制。

對(duì)于可靠性來說，因?yàn)閴嚎s空氣儲(chǔ)能是全機(jī)械系統(tǒng)，所以可以更好地被電力系統(tǒng)感知和預(yù)測(cè)。另外從其工作原理上來看，與傳統(tǒng)的火電一樣是機(jī)械裝置，有自己的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，符合電網(wǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)電源的需求。

除了固有的優(yōu)勢(shì)外，壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目的壽命能達(dá)到30到50年，與目前市場(chǎng)上的光伏發(fā)電、風(fēng)能發(fā)電的壽命周期相匹配，符合新能源的應(yīng)用場(chǎng)景。

看得見的市場(chǎng) 未來可期

有數(shù)據(jù)顯示，截至2020年年底，我國儲(chǔ)能裝機(jī)為35.6GW，約占全國電力總裝機(jī)的1.6%，低于世界2.7%的平均水平。據(jù)國際能源署預(yù)測(cè)，到2050年，我國儲(chǔ)能裝機(jī)將達(dá)到200GW以上，占電力總裝機(jī)的比例將提高至10%至15%，可以催生一個(gè)萬億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。由此可見，壓縮空氣儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模巨大。同時(shí)，從國家宏觀政策導(dǎo)向上看，壓縮空氣儲(chǔ)能的大規(guī)模應(yīng)用或許很快就會(huì)到來。2019年6月，國家發(fā)展改革委辦公廳等四部門聯(lián)合印發(fā)了《貫徹落實(shí)<關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見>2019-2020年行動(dòng)計(jì)劃》，計(jì)劃提出，重點(diǎn)推進(jìn)大容量壓縮空氣儲(chǔ)能等重大先進(jìn)技術(shù)項(xiàng)目建設(shè)，推動(dòng)百兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證示范。另外，今年發(fā)布的國家“十四五”規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確指出，在氫能與儲(chǔ)能等前沿科技和產(chǎn)業(yè)變革領(lǐng)域，組織實(shí)施未來產(chǎn)業(yè)孵化與加速計(jì)劃，謀劃布局一批未來產(chǎn)業(yè)。壓縮空氣儲(chǔ)能被列為了要實(shí)施的儲(chǔ)能示范項(xiàng)目之一?！斑@意味著在‘十四五期間，壓縮空氣儲(chǔ)能會(huì)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用。同時(shí)，從我個(gè)人的感受以及從企業(yè)的規(guī)劃上來看，壓縮空氣儲(chǔ)能被大規(guī)模應(yīng)用在未來三年左右就會(huì)實(shí)現(xiàn)?！碧镉陮?duì)此信心十足。

采訪接近尾聲，對(duì)于中儲(chǔ)國能未來發(fā)展規(guī)劃，田雨表示，首先希望在儲(chǔ)能行業(yè)內(nèi)把壓縮空氣儲(chǔ)能做到絕對(duì)領(lǐng)先的水平，然后去賦能壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈。其次，希望中儲(chǔ)國能能夠成長為一個(gè)多技術(shù)提供商，不僅深耕于壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域，還要通過院企融合方式與中科院工程熱物理研究所深度合作，逐步整合其他新型儲(chǔ)能技術(shù)?！霸诟L遠(yuǎn)的未來，我們希望能夠在能源行業(yè)輸出我們的價(jià)值，通過我們的技術(shù)驅(qū)動(dòng)，為碳中和與構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供有力支持?！碧镉陮?duì)未來充滿期待。