中鹽集團：挖掘新型儲能“新空間”

粟靈

江蘇是我國新能源大省。截至2024年3月底，該省風電和光伏裝機容量達到6708.32萬千瓦，在總裝機容量中占比升至36.45%。這樣大體量、高比例的新能源裝機給電力系統穩定運行和靈活調節帶來巨大挑戰。

儲能是提高電力系統靈活性、穩定性的有效手段之一。然而，由于江蘇地勢較為平坦，傳統的抽水蓄能發展受限，裝機量遠不如廣東、浙江、河北等其他新能源大省。“如何因地制宜發展新型儲能”成為江蘇建設新型電力系統的一道必答題。

地上無山，地下有穴。江蘇是我國井鹽資源大省，采鹽后形成的地下洞穴為新型儲能開辟道路。

2022年5月26日，位于江蘇省常州市的金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目（以下簡稱“金壇示范項目”）正式投運。這是世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站，也是我國壓縮空氣儲能領域首個國家示范項目。該項目由中國鹽業集團有限公司（以下簡稱“中鹽集團”）、中國華能集團有限公司（以下簡稱“中國華能”）、清華大學合作共建。

“大力發展鹽穴綜合利用，對于我國能源儲備安全、清潔能源利用具有積極而現實的意義，也是中鹽集團落實供給側結構性改革，實現鹽行業價值創新的重要途徑，已成為中鹽集團‘十四五時期一項重要戰略安排。”中鹽集團黨委書記、董事長李耀強說。

新的機遇

中鹽集團以金壇為根據地，在鹽穴綜合利用領域布局已久。

鹽穴是利用水溶開采方式在地下較厚的鹽層采礦后形成的地下洞穴。對閑置的鹽穴進行綜合利用，既節約了投資，又可以穩定地質結構，同時也為油、氣、電等能源的儲備提供成熟的經驗。

中鹽鹽穴綜合利用股份有限公司（以下簡稱“中鹽鹽穴”）黨總支書記、常務副總經理謝衛煒告訴《國資報告》記者，2000年國家啟動“西氣東輸”工程后，中國石油與中鹽集團探討在中國建設鹽穴儲氣項目的可行性，這項技術當時在歐美國家已有成熟應用。

經過多年探索，2007年2月，中鹽集團與中國石油合作建設的西氣東輸鹽穴儲氣庫正式投產注氣，被稱為“中國鹽穴儲氣第一庫”。該儲氣庫現已發展為國家管網西氣東輸鹽穴儲氣庫群。

中鹽集團在鹽穴儲氣領域的“朋友圈”不斷擴大。除中國石油（后相關資產劃歸國家管網集團）外，中國石化也與之合作，于2016年6月合作建設投產了川氣東送配套工程首個鹽穴儲氣庫。

下游燃氣企業也聞風而動。中國市場五大城燃集團之一——港華燃氣與中鹽集團合作建設了港華燃氣儲氣庫。該項目于2018年10月投產，是國內城鎮燃氣首個鹽穴庫及商業儲氣項目。

為加快發展鹽穴綜合利用業務，2021年8月，中鹽集團成立了專門的二級公司中鹽鹽穴。依托近20年實踐，中鹽鹽穴具備了勘探、施工、設計、造腔、運行及監測等一整套鹽穴儲氣庫建設技術和豐富的工程建設經驗。2022年1月，港華金壇鹽穴儲氣庫項目獲得“第十九屆中國土木工程詹天佑獎”。

中鹽集團及新成立的中鹽鹽穴積極探索鹽穴利用的新技術與新方向。

“雙碳”目標提出后，我國新能源行業迎來跨越式發展，新型儲能也隨之水漲船高。

何謂儲能？傳統的煤電類似于紡織品，不受產地和時間限制，可按需定產；風電、光伏等新能源類似于農產品，受產地、時間等限制，難以按需定產，需要配建倉庫，儲能就是能源的“倉庫”。倉庫可建在產地，也可建在物流環節，還可建在消費者家里，儲能則對應分為發電側儲能、電網側儲能、用戶側儲能。

何謂新型儲能？在我國已投運的儲能項目中，抽水蓄能占比近60%，除抽水蓄能外的其他儲能被稱為“新型儲能”。

按照能量儲存方式，儲能主要分為物理儲能、化學儲能、電磁儲能三類，其中物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，化學儲能主要包括鋰電池、鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲能主要包括超級電容、超導儲能等。

近年來，我國新型儲能發展迅猛。僅在2020年底時，其占比還不足10%，如今占比已超40%。國家能源局統計數據顯示，截至2024年一季度末，全國已建成投運新型儲能項目累計裝機規模達3530萬千瓦/7768萬千瓦時，較2023年底增長超過12%，較2023年一季度末增長超過210%。

今年全國兩會上，“發展新型儲能”首次寫入政府工作報告。今年1月，由國務院國資委等7部門聯合印發的《關于推動未來產業創新發展的實施意見》，在未來能源部分也提出“加快發展新型儲能”。

從鹽穴儲氣到新型儲能，中鹽集團將“朋友圈”擴展到電力領域。

新的合作

2020年12月，中鹽集團、中國華能、清華大學合資成立中鹽華能儲能科技有限公司（以下簡稱“中華儲能”）。金壇示范項目是三方合作的第一步。

金壇鹽穴壓縮空氣儲能，是一種利用地下鹽穴儲氣的大容量物理儲能技術，在用電低谷期時可將空氣壓縮到鹽穴中，用電高峰期時再釋放壓縮空氣發電，從而實現電網削峰填谷，提升電網調節能力和新能源消納能力。它具有容量大、壽命長、安全環保等優勢。

金壇示范項目落地前，清華大學的“非補燃式壓縮空氣儲能技術”已經歷過兩輪演化升級。“非補燃”是針對補燃而言，后者在釋放壓縮空氣發電時，會燃燒煤、天然氣等加熱空氣產生更大推力，而非補燃沒有這個過程，因而更加環保。

2014年，安徽蕪湖500千瓦非補燃壓縮空氣儲能工業試驗電站建成，儲能系統效率40%，即每儲存1度電最后可釋放0.4度電。

2016年，青海西寧100千瓦非補燃壓縮空氣儲能試驗電站建成，這是世界首座光熱復合式非補燃壓儲系統，儲能系統效率51%。

在前兩輪演化升級基礎上，清華大學蓄力第三次演化升級。2015年，清華大學與中鹽集團合作，開始“基于鹽穴的壓縮空氣儲能系統項目”的科技研究。2017年，雙方共同成立壓縮空氣儲能技術聯合研究中心；中鹽集團還與中國科學院院士、清華大學教授盧強合作，設立盧強院士工作站。

建設規模化的儲能電站需要電力企業加入。中鹽集團和清華大學向中國華能拋出橄欖枝。中國華能是五大發電央企之一，江蘇是該公司的重點布局區域之一，2019年中國華能曾與江蘇省簽約打造千萬千瓦級海上風電基地。

2017年5月，金壇示范項目獲得國家能源局立項。項目于2018年12月奠基，2022年5月投入商業運營，電電轉換率達到60%以上，即每儲存1度電最后可發電0.6度以上。該項目裝機規模6萬千瓦/30萬千瓦時，即最大充/放功率6萬千瓦，也就是每小時最多能發電6萬度；儲能容量30萬千瓦時，也就是一個儲能周期可存儲電量30萬度，相當于6萬居民一天的用電量。項目每年可完成調峰電量1.3億度，減排二氧化碳3萬噸。

站在項目沙盤前，謝衛煒介紹，金壇示范項目的核心設備區域分為4個主要系統。第一是世界上參數最高的多級離心式空氣壓縮機（6萬千瓦），由沈鼓研制，分為低壓、中壓、高壓三臺串聯啟動，其作用是在用電低谷期時利用電網多余的電來壓氣。

第二是世界上單臺容量最大、溫度參數最高的油-氣換熱器，由哈電集團研制。系統中的導熱油可替代“燃補”，在壓氣時吸收空氣熱量，放氣時為空氣加熱，從而有效提升儲能系統效率。整個過程導熱油不發生燃燒，不對外排放二氧化碳。

第三是世界最大非補燃式壓縮空氣儲能系統的空氣透平和發電機（6萬千瓦），由東方電氣研制。透平是turbine（渦輪機）的音譯，“空氣透平+發電機”大致相當于火電站的“汽輪機+發電機”。

第四是地下鹽穴。金壇示范項目所利用的這個鹽穴，不是改造的老腔，而是從一開始就科學規劃的新腔。鹽穴位于地下1000米左右，采鹽使用水溶法，即向鹽層注水形成鹵水，再將鹵水抽出地面。利用相關技術，抽空后的鹽層形成紡錘形的鹽穴，最大直徑約80米，高度超過100米，容積超過22萬立方米，相當于105個標準泳池。高溫高壓下，空腔內的鹵水會再次結晶，將裂縫自動愈合。如此形成的空腔氣密性好且承壓能力強，最高可承受200個標準大氣壓，相當于醫用氧氣鋼瓶的數倍。

“儲能電站的核心設備實現了100%國產化。”謝衛煒說。

新的藍圖

以金壇示范項目為起點，中鹽集團謀劃新藍圖。

“金壇示范項目遠期建設規模將達100萬千瓦，肩負壓縮空氣儲能技術試驗、標準創建、工程及商業運營示范‘三大目標任務，集聚產業鏈優勢資源，致力于壓縮空氣儲能的‘中國創造與‘中國標準，將為構建以新能源為主的新型電力系統提供儲能新方案。”謝衛煒說。

他表示，未來金壇示范項目擴建工程還將開掘新的鹽穴，加裝新的設備，擴大裝機規模。除了金壇示范項目擴建，中鹽鹽穴正在推動陜西榆林鹽穴壓縮空氣儲能項目落地。

技術與標準領域的工作也在持續推進。

謝衛煒介紹，技術上，該公司目前已累計申請專利百余項，核心專利56項。研發并驗證了高負荷離心壓縮機、高參數換熱器、大型空氣透平等首（臺）套核心設備，建立了具有完全自主知識產權的技術體系。

標準上，該公司發布了我國壓縮空氣儲能領域首個編碼標準和并網標準，完成2項IEC（國際電工委員會）國際標準發布、1項IEC國際標準立項，已發布和正在編制的國標和行標12項，逐漸形成了中國壓縮空氣儲能標準體系。

人才上，培養了一批兼具科研創新能力和工程實踐經驗的壓縮空氣儲能專業人才，其中4人成為IEC注冊專家，3人入選全國電力儲能標委會專家，我國首批壓縮空氣儲能電站值長獲得資格認證上崗，為推動行業發展提供了人才支撐和儲備。

“我國鹽穴壓縮空氣儲能技術已達到世界領先水平。我們跟外國專家一起開會時，他們對此表現出濃厚興趣。”他說。

商業運營領域，中鹽鹽穴推動國家政策不斷完善。

謝衛煒介紹，2023年江蘇省有關部門出臺了關于鹽穴壓縮空氣儲能項目的“兩部制”電價政策，支持其為調峰提供的服務保障。目前，該項目已實現盈利。

此外，中鹽集團還與清華大學、中科院武漢巖土力學研究所和南方科技大學開展了鹽穴前沿技術聯合研究。

對于2023—2030年發展規劃，謝衛煒透露，該公司將加大鹽穴儲能國家示范項目應用推廣，加快全國布局，形成對陜西、河南、湖北等其他區域的技術推廣和帶動輻射。

到2025年，該公司將持續擴大儲氣庫規模，重點布局鹽穴儲氣、鹽穴壓縮空氣儲能、鹽穴儲氫、鹽穴儲油、鹽穴液流電池、二氧化碳捕集等6個技術方向，突破10項重點技術，形成5項標志性成果，在小分子鹽穴儲存領域技術水平達到國際先進水平，突破小分子氣體儲存新技術的空白。

到2030年，該公司將實現資產總額翻兩番，營業收入提高20倍以上，建成較為完整的鹽穴綜合利用產業體系，引領行業發展。