中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：12月25日，中國(guó)能建在湖南長(zhǎng)沙望城區(qū)圓滿(mǎn)完成大型人工硐室儲(chǔ)氣原位試驗(yàn)，成功驗(yàn)證世界最高壓力等級(jí)18兆帕超高壓儲(chǔ)氣與超長(zhǎng)周期500小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，日泄漏率低于千分之一，創(chuàng)造了該領(lǐng)域運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)與可靠性的世界新紀(jì)錄。這標(biāo)志著我國(guó)已完全掌握了人工硐室儲(chǔ)氣從科研到產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的完整能力，對(duì)推動(dòng)儲(chǔ)能規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和加快建設(shè)新型能源體系具有重要意義。
■■破解儲(chǔ)能關(guān)鍵瓶頸
國(guó)家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2025年10月底，全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)為37.5億千瓦，風(fēng)電光伏突破17億千瓦，已超火電，標(biāo)志著新能源正逐步從“補(bǔ)充電源”向“主體能源”邁進(jìn)。隨著新能源大規(guī)模并網(wǎng)，其發(fā)電間歇性、波動(dòng)性給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，會(huì)在一天之內(nèi)出現(xiàn)電量短缺和充足并存的情況，因此必須擁有強(qiáng)大的儲(chǔ)能系統(tǒng)，并依靠大電網(wǎng)的時(shí)空互補(bǔ)和多能互補(bǔ)來(lái)解決，大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)物理儲(chǔ)能技術(shù)突破顯得尤為迫切。
“新型電力系統(tǒng)呼喚一種選址靈活、性能優(yōu)異、經(jīng)濟(jì)可靠的新型長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，壓縮空氣儲(chǔ)能是重要代表，具備大容量、高功率、強(qiáng)構(gòu)網(wǎng)、深調(diào)峰等特性，從本質(zhì)上破解新能源間歇性與電網(wǎng)穩(wěn)定需求的矛盾。”中國(guó)能建首席專(zhuān)家萬(wàn)明忠說(shuō)，人工硐室型壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。
在壓縮空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域，地下儲(chǔ)氣庫(kù)主要分為鹽穴、人工硐室等類(lèi)型，不同儲(chǔ)氣介質(zhì)各有優(yōu)劣勢(shì)，選擇合適的方式需要根據(jù)具體的地理、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件進(jìn)行綜合考量。人工硐室儲(chǔ)氣的原理是在深層地下空間巖體基質(zhì)中開(kāi)挖巨大空間儲(chǔ)存高壓空氣。當(dāng)風(fēng)能、太陽(yáng)能發(fā)電量過(guò)剩時(shí)，就用富余電轉(zhuǎn)化成高壓空氣儲(chǔ)存在地下；等用電高峰時(shí)，再用高壓空氣釋放出來(lái)發(fā)電，把存進(jìn)去的“氣”重新變回“電”。
近年來(lái)，作為我國(guó)能源電力建設(shè)的主力軍，中國(guó)能建聯(lián)合中石油、中鐵、哈電、東氣、上氣、陜鼓、沈鼓、中科院巖土所、長(zhǎng)江設(shè)計(jì)、萬(wàn)華節(jié)能、江蘇世睿等百余家產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴，持續(xù)攻關(guān)深地儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等技術(shù)，并成功鍛造《大規(guī)模新型儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案》。
在長(zhǎng)沙望城，中國(guó)能建人工硐室試驗(yàn)平臺(tái)2022年12月開(kāi)始籌建，2024年投用，由中國(guó)能建數(shù)科集團(tuán)建設(shè)運(yùn)營(yíng)，是目前世界規(guī)模最大、技術(shù)最先進(jìn)的人工硐室原位試驗(yàn)基地。平臺(tái)建有兩座最大埋深110米的超大型試驗(yàn)硐，最高設(shè)計(jì)壓力達(dá)20兆帕，具備全球唯一的“雙硐同步高壓試驗(yàn)?zāi)芰Α?，?guī)模與參數(shù)均居世界首位。
在甘肅酒泉，世界首臺(tái)（套）300兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目采用人工硐室儲(chǔ)氣技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在“沙戈荒”地區(qū)布局大規(guī)模壓氣儲(chǔ)能電站，入選國(guó)家能源局新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目。投產(chǎn)后，每年將輸送5.94億千瓦時(shí)綠電，為酒泉千萬(wàn)千瓦級(jí)新能源基地提供穩(wěn)定保障。
在湖北應(yīng)城，中國(guó)能建投建的“能儲(chǔ)一號(hào)”湖北應(yīng)城300兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能電站投運(yùn)，創(chuàng)下單機(jī)功率、儲(chǔ)能規(guī)模和轉(zhuǎn)換效率等多項(xiàng)世界紀(jì)錄。應(yīng)城是全國(guó)井礦鹽主產(chǎn)區(qū)，該項(xiàng)目將地下600米的廢棄鹽穴開(kāi)發(fā)形成巨型儲(chǔ)氣庫(kù)。
在山東泰安，350兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)新示范電站是世界在建的最大單機(jī)功率壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目、中國(guó)能建首個(gè)商業(yè)化壓氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，通過(guò)盤(pán)活當(dāng)?shù)貜U棄鹽穴資源，可有效提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力。
■■構(gòu)建全鏈條自主創(chuàng)新體系
“從單項(xiàng)技術(shù)突破到全流程系統(tǒng)解決方案的全面飛躍，標(biāo)志著我們已完全掌握了人工硐室儲(chǔ)氣從科研探索到產(chǎn)業(yè)實(shí)踐的完整能力，人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)解決方案，凝聚了五大核心再突破?！敝袊?guó)能建數(shù)科集團(tuán)黨委副書(shū)記、總經(jīng)理宋玉文說(shuō)。
中國(guó)能建當(dāng)天發(fā)布的《人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)解決方案》指出，解決方案并非單一技術(shù)的升級(jí)，而是涵蓋密封、運(yùn)維、檢測(cè)、建造、應(yīng)用等全環(huán)節(jié)系統(tǒng)性革新，五大核心突破共同鑄就了技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。
人工硐室儲(chǔ)能技術(shù)被譽(yù)為儲(chǔ)能領(lǐng)域“皇冠上的明珠”，而高壓密封則是這顆明珠上最亮眼的部分。起初，中國(guó)能建在已驗(yàn)證的“剛?cè)釓?fù)合”密封體系基礎(chǔ)上，確立了現(xiàn)場(chǎng)制作的“白密”和工廠(chǎng)預(yù)制的“黑密”，在經(jīng)歷近800天上千次各類(lèi)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，創(chuàng)新融合兩種技術(shù)路線(xiàn)，研發(fā)出“雙優(yōu)勢(shì)”組合的密封系統(tǒng)。該系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化了密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料制造，顯著提升了抗壓性與耐久性，成功攻克復(fù)雜地質(zhì)條件下的密封自適應(yīng)難題，即便在復(fù)雜地質(zhì)條件和極端工況下也能保持可靠密封性能，為電站在全國(guó)各類(lèi)地質(zhì)條件下的廣泛布局奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
智能運(yùn)維技術(shù)的代際升級(jí)，讓深地儲(chǔ)庫(kù)擁有了“智慧大腦”和“數(shù)字神經(jīng)”。中國(guó)能建構(gòu)建了集“聲、光、熱、力、流”五維數(shù)據(jù)于一體的全域智能感知與主動(dòng)調(diào)控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氣庫(kù)內(nèi)部狀態(tài)的實(shí)時(shí)精確診斷、泄漏位置的及時(shí)精確定位與風(fēng)險(xiǎn)隱患的超前預(yù)警。這一升級(jí)填補(bǔ)了人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)泄漏實(shí)時(shí)量化分析的技術(shù)空白，大幅提升了儲(chǔ)氣庫(kù)安全預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)的科學(xué)性和時(shí)效性，使原本“看不見(jiàn)、摸不著”的深地儲(chǔ)能空間變得透明可控。
在運(yùn)維保障方面，針對(duì)密封層缺陷難發(fā)現(xiàn)、難定位、難判定的行業(yè)痛點(diǎn)，中國(guó)能建創(chuàng)新研發(fā)高精度檢測(cè)裝備與量化檢測(cè)評(píng)估方法，實(shí)現(xiàn)了密封層缺陷的精準(zhǔn)判定。同時(shí)，智能化成套維修裝備和工藝方法的革新，讓結(jié)構(gòu)密封修補(bǔ)效率提升超3倍，為儲(chǔ)能電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。
在工程應(yīng)用方面，中國(guó)能建首創(chuàng)適應(yīng)超高壓、大波動(dòng)工況的“高經(jīng)濟(jì)性、高可靠性、高建造效率、高運(yùn)行可控”的“四高一體”的深地儲(chǔ)庫(kù)新范式，為大規(guī)模人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化建設(shè)提供了可復(fù)制、可推廣的系統(tǒng)模板，有效降低了運(yùn)維成本，顯著提高了系統(tǒng)可靠性。
另外，該解決方案不僅適用于壓縮空氣儲(chǔ)能，更可無(wú)縫對(duì)接氫氣、天然氣、氨氣、油氣等多種氣液能源介質(zhì)和戰(zhàn)略物資的大規(guī)模地下存儲(chǔ)，形成“一庫(kù)多儲(chǔ)、多儲(chǔ)廣適”的深地能源綜合儲(chǔ)庫(kù)技術(shù)。
■■賦能新型能源體系
人工硐室儲(chǔ)能技術(shù)全面突破，不僅具有重大技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價(jià)值，還為我國(guó)在全球新能源領(lǐng)域保持引領(lǐng)地位提供了關(guān)鍵支撐。
“我國(guó)在人工硐室領(lǐng)域從‘單點(diǎn)突破’，邁向復(fù)雜工程的‘系統(tǒng)領(lǐng)跑’，做到極限施壓、極限密封、極限挑戰(zhàn)、極限成功的嚴(yán)苛驗(yàn)證，成功打造‘中國(guó)能建人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)系統(tǒng)解決方案’，可謂攻克了多維度、多層次、多體系的高端‘光刻機(jī)’壁壘。這不僅摘取了該領(lǐng)域‘皇冠上的明珠’，更意味著我國(guó)大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能補(bǔ)齊了最重要、最急迫的一塊版圖，為全球壓氣儲(chǔ)能高端發(fā)展樹(shù)立了新標(biāo)桿。”萬(wàn)明忠表示。
從行業(yè)發(fā)展來(lái)看，該技術(shù)的推廣應(yīng)用將極大拓展壓縮空氣儲(chǔ)能的選址范圍，使原本無(wú)法建設(shè)大規(guī)模電站的地區(qū)具備了儲(chǔ)能布局能力，尤其為“沙戈荒”地區(qū)新能源基地建設(shè)提供重要解決方案，將有效破解新能源并網(wǎng)消納難題，提升“沙戈荒”地區(qū)綠電供應(yīng)能力。
從能源安全來(lái)看，“一庫(kù)多儲(chǔ)、多儲(chǔ)廣適”的技術(shù)特點(diǎn)，使人工硐室儲(chǔ)氣庫(kù)成為保障國(guó)家能源安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，有效提升我國(guó)能源供應(yīng)的穩(wěn)定性，為構(gòu)建新型能源體系提供關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施支撐。
比如，在氫能產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的背景下，人工硐室高壓儲(chǔ)氫技術(shù)的突破將為氫能的大規(guī)模存儲(chǔ)與遠(yuǎn)距離運(yùn)輸提供解決方案，助力構(gòu)建“制儲(chǔ)輸運(yùn)”全鏈條氫能產(chǎn)業(yè)體系。
從全球范圍來(lái)看，我國(guó)在人工硐室儲(chǔ)能領(lǐng)域的技術(shù)突破，使我國(guó)成為該領(lǐng)域的引領(lǐng)者，為世界能源發(fā)展提供“中國(guó)方案”。在全球能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和“雙碳”目標(biāo)的背景下，這一技術(shù)突破不僅鞏固了我國(guó)在新能源領(lǐng)域的領(lǐng)先地位，還為全球能源技術(shù)革命貢獻(xiàn)了“中國(guó)智慧”。
面向未來(lái)，宋玉文表示，將持續(xù)深化人工硐室儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)技術(shù)迭代升級(jí)，引領(lǐng)全球深地儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向；同時(shí)加快產(chǎn)業(yè)化推廣步伐，推動(dòng)該方案適配全國(guó)復(fù)雜地質(zhì)條件，重點(diǎn)布局“沙戈荒”地區(qū)大規(guī)模壓氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，將技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢(shì)，加速壓氣儲(chǔ)能規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；拓展氫儲(chǔ)、天然氣儲(chǔ)等多能聯(lián)用場(chǎng)景，為保障國(guó)家能源安全、建設(shè)能源強(qiáng)國(guó)、推動(dòng)全球綠色轉(zhuǎn)型作出更大貢獻(xiàn)。
