2024年中秋节前，在被中国能建数科集团（以下简称“数科集团”）习惯称为酒泉项目现场，800多位建设者没有过节的意思，直至深夜，工地依旧一片忙碌。
伴随不时从地下传来的工程爆破声，这里紧张的空气已经持续了一段时间。在甘肃酒泉下辖的县级市玉门，全球首座300兆瓦人工硐室型压缩空气储能电站，多个作业面正在同时展开：主厂房框架结构封顶，膨胀发电机基座、B列压缩机一二段基座完成浇筑，水罐区域三个储能热水罐相继拼装、组焊。重要的地下工程爆破开挖作业，已打通了检修交通硐、横向连通硐，而最为关键的地下储气库已经开始爆破开挖……
数科集团党委书记、董事长万明忠形象地说，压缩空气储能“地下决定成败，地上决定好坏”。随着后续各种工程考验，以及人们对未来成功的期盼，紧绷的精神从未舒缓。
开弓没有回头箭。对数科集团而言更是如此。
创新的“篮子”
数科集团全力突破压缩空气储能技术，寄托着企业在能源转型发展和科技创新中力求突破的期望。
数科集团--这个由中国能建两家科技企业合并而成的公司，近几年，“真金白银”“押注”压缩空气储能产业化，决心之大、步伐之快，让人印象深刻，也令整个行业感到吃惊。
这是一场加速度的赛跑。前不久，湖北应城压缩空气储能示范工程刚刚建成，在全球首次将压缩空气储能电站规模推到300兆瓦级。目前正在建设的酒泉项目，同样是300兆瓦级，并将挑战另一个首创--地下人工硐室型压缩空气储能。两个首台套，让数科集团处于该领域第一梯队位置。
当前，全球能源领域正处在深度化结构转型之中，中国的表现尤为抢眼。截至2024年6月底，全国全口径发电装机容量30.7亿千瓦，其中并网风电和太阳能发电合计装机达到11.8亿千瓦，合计占比超过38%，首次超过煤电装机规模。
据多家权威机构测算，2020年至2060年，中国基于可再生能源的发电量将激增7倍，风电和太阳能光伏发电将成为主导力量，占比高达80%，以风、光为代表的新能源电源，未来将成为电力装机主力。储能也将随之展开，以缓解新能源“随机性、间歇性、波动性”问题。
储能技术路线包括抽水蓄能、压缩空气储能、电化学储能，以及机械能储能等方向。其中，压缩空气储能是一种新型长时物理储能技术。储能时，驱动压缩机将空气压缩并储存于储气装置中；释能时，高压空气从储气装置中释放，进入空气透平膨胀做功，带动发电机发电，输出电能。
“如果将风光为代表的新能源发电比作一路奔驰向前的骏马，那么储能就是驾驭这匹烈马的缰绳。”数科集团总经济师李军介绍，自2019年底公司选择进入这条赛道，大体已经历五个阶段。
李军将前四个阶段描述为“探索、定向、聚焦、攻坚”，确定将压缩空气储能工程化作为重点，并以应城项目建设为标志，创造性地加快取得实质性进展。
现在正处在第五个阶段。如何概括这个阶段，李军坦陈：“我想了好多词，还没想到太合适的。可以叫鼓舞的阶段，应城项目的建成确实是个巨大鼓舞。但又觉得不全面，其实还有一个面临挑战和困难的问题，这个阶段还在过程中。”
中国能建压缩空气储能业务“第一人”万明忠悄悄从系统内“挖人”干这个事业，李军算是首批团队成员之一，来自中国能建设计板块。“我要负责项目前期策划与组织，对接政府与内外部单位，孵化项目前期。”
作为既定战略，数科集团立志成为压缩空气储能产业的持有者、主导者和领先者，并得到中国能建全力支持。除压缩空气储能外，中国能建下属还有多个企业，正在化学储能、重力储能等方向发力。
更多介入原创、前沿技术开发，孵化于一个“创新的篮子”，从一个侧面反映出中国能建从集团到成员企业对转型的一致追求。对这类以“工程实现能力”作为本质的企业来说，这无疑是一条创新之路，是关于企业如何成为创新主体的“新注解”，他们又将拿出怎样的“筹码”？
应城“大考”
作为一个典型的工程技术主导型企业，数科集团活跃着一批典型的“理工男”，应城项目负责人李峻就是其中之一。初次见面，是在从武汉去应城的路上，几乎没有任何寒暄，一上车，李峻就滔滔不绝地介绍起压缩空气储能技术的前世今生。
应城项目属于盐穴型压缩空气储能，分为地面工艺系统和地下储气库两大系统，中间通过8口井相连。按照李峻的描述：“这个地下500米的储气库就好比一个轮胎，大地是它的外胎，密闭的盐穴本体是内胎，地下地上的连接井，相当于气门芯，工艺要求很高。”
科研是先导。在应城项目开始建设前，数科集团已经做了大量研究工作，并组建了一支团队。万明忠带队，提炼出两个科学问题，一是空气压缩过程中，如何实现物质流和能量流的高效存储、低阻传输，以及它们之间的交互响应和耦合机制；二是高压循环荷载下，超大容量地下储气库的设计理论和建造方法。
在此基础上再分解，对重大工程技术“解剖麻雀”，进而结合应城项目实践，衍生出一个庞大、完整的工程系统，凝结为《中国能建压缩空气储能系统解决方案》。
作为能源建设企业，中国能建成员单位对这个系统解决方案的地上部分，如空气压缩、膨胀做功以及储换热系统很熟悉，但也不乏挑战。“比如大型压缩机，过去主要用于冶金和炼化行业，大型的球罐和换热器，以及连接的大型管道，一般在石化行业里面用的更多。”李峻说，“我们对蒸汽透平很熟悉，但用空气作为做功工质，也会面临一些新课题。”
储能项目的运行工况有个特别之处--需要每天启停。应城项目满负荷工作时，每日充放电循环吞吐的空气量达到1.35万吨，相当于320节高铁车厢的重量。加之电站运行寿命要达到30至40年，对系统和设备的可靠性提出了极高要求。李峻强调：“我们在设备选型上下了大功夫，关注实际工程运用，这是与纯科研的一个差别。”
在实际工程中，系统体量增大往往会由量变引起质变，仅仅在实验室做小样，许多问题发现不了。“应城项目300兆瓦机组的压缩空气质量流量，几乎接近百万千瓦火电机组的蒸汽流量，给空气透平和空气管道研发及设计带来极大挑战。”组合这么一个庞大的热力系统，需要攻克的难题很多。“我们投入巨大的资源，把这些硬骨头啃了下来！”
储换热系统规模庞大，应城项目用了1万吨钢材。置身现场，这些巨大而整齐排布的压力管道，气势和震撼扑面而来。
然而，更大的挑战还在地下。作为压缩空气储气库的天然盐穴深入地下数百米，人又不能进入，如何掌控判断盐穴的状况，又是一个复杂的科学和工程实践问题。
数科集团将“盐腔精细刻画”纳入研究课题。结合盐矿累积开采数据、高精度三维地震、声纳测腔、高灵敏度水密封试验等方法，“抽丝剥茧”搞清这个地下“盲盒”。
“这里凝聚了许多人的聪明才智，只有通过各种数模实验，确定容积、形状等参数，对稳定性、密封性进行评估，最终才能确定这个腔体合不合适。”李峻说，“对整个储气库的建造，我们从理论到工程全部实践过了。”（阚震）
转自：中国能源报
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