中科院工程热物理所陈海生的压缩空气储能时间表

“几年前，我们并不怎么重视它，因为它太难了。我不认为他真的做到了。”中国科学院电气工程研究所研究员王海峰向《中国科学日报》记者表达了自己的情感。

王海峰指的是中国科学院工程热物理研究所的研究员陈海生。2016年11月，由其团队自主设计开发的大型压缩空气储能集成演示平台完成并进入系统调试阶段，成为世界上首个10 MW级先进压缩空气储能系统的实验测试平台。

王海峰认为，10兆瓦压缩空气储能足以满足风力发电场的使用，其成本低于电池储能，电池储能可以完全商业化。

陈海胜已经开始设计100兆瓦级系统。根据他的计划，他计划到2020年建造一个100兆瓦的压缩空气储能系统。

从头开始

2016年12月，《中国科学报》记者来到贵州省毕节市金海湖新区国家能源大型物理储能技术研发中心采访。小雪飘在天空，落在地上，弄湿了公园的沥青路面。

两年前的12月，记者也在这里采访过。这也是一个雨天，因为路还没有修好，他踩在泥上走了几步。

两年来，这里不仅修复了道路，还建立了国家能源大型物理储能技术研发中心，大型先进压缩空气储能集成验证平台已经建成并投入系统调试。预计储能效率将创下新的世界纪录。

可达100兆瓦的大规模储能技术包括抽水储能和压缩空气储能。压缩空气储能排名第二。其原理是在电网低负荷期间用电能压缩空气，在电网高峰负荷期间释放压缩空气，推动膨胀机发电。王海峰指出，压缩空气储能“基本上具有与抽水蓄能相同的效率，并且可以工业化生产。它不需要抽水蓄能的地理条件，具有很大的优势”。

国家能源大规模物理储能技术研发中心副主任左在接受《中国科学报》采访时表示，与其他储能技术相比，压缩空气储能具有容量大、成本低、使用寿命长等优点。系统规模越大，效率越高，成本越低。

除了我的外国，美国、德国、韩国和英国都有研发团队，他们采用了不同的技术路线，并建立了一些1-2兆瓦规模的示范项目。目前，世界上有两个商业压缩空气蓄能电站，分别位于德国和美国，规模为100兆瓦，但采用的是燃烧天然气的传统技术路线。陈海胜团队开发的先进系统具有技术优势，因为它不使用储气洞穴或燃烧天然气。

尽管陈海胜在国际贸易中处于领先地位，但他总是告诫自己:“国际贸易基本同步，国内赶超十分紧迫，形势严峻。”在2010年回国之初，他制定了压缩空气储能研发时间表:2012年完成1.5兆瓦示范项目，2015年完成10兆瓦项目，2020年完成100兆瓦项目。

廊坊1.5兆瓦示范项目于2013年初完成后，团队于2015年初开始10兆瓦项目的设计，并完成综合验证平台的施工图。下半年，在国家能源局的支持下，国家能源大型物理储能技术研发中心在毕节正式成立，项目仅用了一年时间就启动并完成。

陈海胜坦言:“今年大家都很努力，克服了很多困难。它真的充满了苦涩、幸福、鲜血和泪水。我们以责任感和奉献精神坚持下去。”

毕节位于贵州山区，交通不便。经济开发区距离中心城区16公里，配套设施尚不成熟。当陈海胜第一次选择项目的目的地时，他别无选择，但他等不及与效率最高的毕节市*达成协议。

就这样跌跌撞撞地前进着，最后，原来的时间表只落后了不到一年。在陈海胜看来，实现这一目标“非常有希望”。

有什么困难？

王海峰认为10MW压缩空气储能系统难度极大，陈海胜团队的成功在于他们熟练解决了许多技术和工程问题。

陈海胜告诉记者，涡轮机的问题在于高压、高负荷和高转速。压缩空气储能系统需要在如此复杂的条件下获得高效率。同时，还需要解决各种机器和汽轮机之间的相互匹配和耦合问题。“首先，我们需要了解设备内部的流动和传热机制。我们通过“863”和“973”项目积累了大量的基础研究，只有找到了原理，才能指导设计

压缩空气储能系统主要包括三部分:压缩机、膨胀机和蓄热换热。由于规模扩大，1.5兆瓦系统的设计无法复制，几乎所有系统都已重新启动。例如，采用多级高效压缩来解决70-100个大气压的超高压压缩问题。涡轮由向心组合变为向心组合。

“这些都是我们自己做的创新和开拓性工作。我们没有经验可参考，现在看来性能非常好，可靠性非常强。”陈海生说道。

陈海生向《中国科学报》记者透露，该实验平台是目前世界上最大、最完整、测量范围最广的压缩空气储能综合实验验证平台。它具有不同储能系统的部件研发、工艺优化筛选、系统性能测试和检测功能，为大型储能系统的研发和产业化提供必要的技术支持。

陈海胜也在争取成为第一个在100兆瓦高级压缩空气储能系统中吃螃蟹的人。据报道，100兆瓦系统的设计已经开始。与10MW系统相比，10MW系统效率提高10%，单位成本降低30%，适用于大型电网和大型风电场。

冰仙女的黄昏

“团队、平台和资源”这是陈海胜总结和决定时间表能否按时实现的关键。虽然在团队建设和平台建设方面做得很好，“寻找资源”一直是他的优先考虑之一。

在此之前，1.5兆瓦项目已获得技术授权，并在不断推广，10兆瓦项目也参与投标。

在陈海胜看来，它更有可能在江苏、浙江等制造业相对发达的地方推广。例如，江苏省峰谷电价差已经达到1.03元。这样，1.5兆瓦的耗能企业可以在78年内收回成本。

陈海胜认为，储能项目要有活力，首先要有制度保障——峰谷电价和储能电价。其次，必须从概念上真正认识到储能的经济价值和社会价值。

由于稳定并网失败，我国“弃风”现象严重。根据国家能源局的数据，2016年风力发电为2410亿千瓦时，废弃的风力发电为497亿千瓦时，功率限制为17%。

一个10兆瓦的压缩空气储能系统的成本可以降低到8000-9000万元，比电池便宜得多。风力发电厂负担得起，其使用寿命可达30年以上。储电成本为0.3-0.5元/度。

“也就是说，即使没有其他政策支持，只要峰谷电价差高于0.5元，就有可能盈利。”陈海胜指出。

近年来，我国的供电矛盾越来越突出。根据国家发展和改革委员会的要求，全国各地都在实行峰谷电价。北京峰谷电价之差已经达到1.2元的最高水平，理论上不存在推广障碍。

此外，国际储能市场也是一块大蛋糕。

然而，陈海胜更关心的是他的日程安排。“对我来说，这不仅是一个目标，也是一个承诺和激励。既然你已经举起了这面旗帜，你就必须尽可能地把它举起来，使它成为中国的一个大规模压缩空气仓库。”陈海生说道。