中國儲能網(wǎng)訊：12月25日，中國能建在湖南長沙望城區(qū)圓滿完成大型人工硐室儲氣原位試驗，成功驗證世界最高壓力等級18兆帕超高壓儲氣與超長周期500小時連續(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)行時長與可靠性的世界新紀(jì)錄。這標(biāo)志著我國已完全掌握了人工硐室儲氣從科研到產(chǎn)業(yè)實踐的完整能力，對推動儲能規(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。
■■破解儲能關(guān)鍵瓶頸
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2025年10月底，全國發(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、波動性給電力系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來極大挑戰(zhàn)。以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，會在一天之內(nèi)出現(xiàn)電量短缺和充足并存的情況，因此必須擁有強(qiáng)大的儲能系統(tǒng)，并依靠大電網(wǎng)的時空互補(bǔ)和多能互補(bǔ)來解決，大規(guī)模長時物理儲能技術(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)可靠的新型長時儲能技術(shù)，壓縮空氣儲能是重要代表，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?！敝袊芙ㄊ紫瘜＜胰f明忠說，人工硐室型壓縮空氣儲能技術(shù)在這一背景下應(yīng)運(yùn)而生。
在壓縮空氣儲能領(lǐng)域，地下儲氣庫主要分為鹽穴、人工硐室等類型，不同儲氣介質(zhì)各有優(yōu)劣勢，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。人工硐室儲氣的原理是在深層地下空間巖體基質(zhì)中開挖巨大空間儲存高壓空氣。當(dāng)風(fēng)能、太陽能發(fā)電量過剩時，就用富余電轉(zhuǎn)化成高壓空氣儲存在地下；等用電高峰時，再用高壓空氣釋放出來發(fā)電，把存進(jìn)去的“氣”重新變回“電”。
近年來，作為我國能源電力建設(shè)的主力軍，中國能建聯(lián)合中石油、中鐵、哈電、東氣、上氣、陜鼓、沈鼓、中科院巖土所、長江設(shè)計、萬華節(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)深地儲能、壓縮空氣儲能等技術(shù)，并成功鍛造《大規(guī)模新型儲能系統(tǒng)解決方案》。
在長沙望城，中國能建人工硐室試驗平臺2022年12月開始籌建，2024年投用，由中國能建數(shù)科集團(tuán)建設(shè)運(yùn)營，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基地。平臺建有兩座最大埋深110米的超大型試驗硐，最高設(shè)計壓力達(dá)20兆帕，具備全球唯一的“雙硐同步高壓試驗?zāi)芰Α?，?guī)模與參數(shù)均居世界首位。
在甘肅酒泉，世界首臺（套）300兆瓦壓縮空氣儲能示范項目采用人工硐室儲氣技術(shù)，實現(xiàn)在“沙戈荒”地區(qū)布局大規(guī)模壓氣儲能電站，入選國家能源局新型儲能試點示范項目。投產(chǎn)后，每年將輸送5.94億千瓦時綠電，為酒泉千萬千瓦級新能源基地提供穩(wěn)定保障。
在湖北應(yīng)城，中國能建投建的“能儲一號”湖北應(yīng)城300兆瓦級壓縮空氣儲能電站投運(yùn)，創(chuàng)下單機(jī)功率、儲能規(guī)模和轉(zhuǎn)換效率等多項世界紀(jì)錄。應(yīng)城是全國井礦鹽主產(chǎn)區(qū)，該項目將地下600米的廢棄鹽穴開發(fā)形成巨型儲氣庫。
在山東泰安，350兆瓦壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范電站是世界在建的最大單機(jī)功率壓縮空氣儲能項目、中國能建首個商業(yè)化壓氣儲能項目，通過盤活當(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氣從科研探索到產(chǎn)業(yè)實踐的完整能力，人工硐室儲氣庫系統(tǒng)解決方案，凝聚了五大核心再突破。”中國能建數(shù)科集團(tuán)黨委副書記、總經(jīng)理宋玉文說。
中國能建當(dāng)天發(fā)布的《人工硐室儲氣庫系統(tǒng)解決方案》指出，解決方案并非單一技術(shù)的升級，而是涵蓋密封、運(yùn)維、檢測、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。
人工硐室儲能技術(shù)被譽(yù)為儲能領(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，中國能建在已驗證的“剛?cè)釓?fù)合”密封體系基礎(chǔ)上，確立了現(xiàn)場制作的“白密”和工廠預(yù)制的“黑密”，在經(jīng)歷近800天上千次各類試驗基礎(chǔ)上，創(chuàng)新融合兩種技術(shù)路線，研發(fā)出“雙優(yōu)勢”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，為電站在全國各類地質(zhì)條件下的廣泛布局奠定了堅實基礎(chǔ)。
智能運(yùn)維技術(shù)的代際升級，讓深地儲庫擁有了“智慧大腦”和“數(shù)字神經(jīng)”。中國能建構(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調(diào)控平臺，實現(xiàn)了儲氣庫內(nèi)部狀態(tài)的實時精確診斷、泄漏位置的及時精確定位與風(fēng)險隱患的超前預(yù)警。這一升級填補(bǔ)了人工硐室儲氣庫泄漏實時量化分析的技術(shù)空白，大幅提升了儲氣庫安全預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)的科學(xué)性和時效性，使原本“看不見、摸不著”的深地儲能空間變得透明可控。
在運(yùn)維保障方面，針對密封層缺陷難發(fā)現(xiàn)、難定位、難判定的行業(yè)痛點，中國能建創(chuàng)新研發(fā)高精度檢測裝備與量化檢測評估方法，實現(xiàn)了密封層缺陷的精準(zhǔn)判定。同時，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，為儲能電站的長期穩(wěn)定運(yùn)行提供了有力保障。
在工程應(yīng)用方面，中國能建首創(chuàng)適應(yīng)超高壓、大波動工況的“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”的深地儲庫新范式，為大規(guī)模人工硐室儲氣庫的標(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能，更可無縫對接氫氣、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，形成“一庫多儲、多儲廣適”的深地能源綜合儲庫技術(shù)。
■■賦能新型能源體系
人工硐室儲能技術(shù)全面突破，不僅具有重大技術(shù)與經(jīng)濟(jì)價值，還為我國在全球新能源領(lǐng)域保持引領(lǐng)地位提供了關(guān)鍵支撐。
“我國在人工硐室領(lǐng)域從‘單點突破’，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)苛驗證，成功打造‘中國能建人工硐室儲氣庫系統(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’，更意味著我國大規(guī)模壓縮空氣儲能補(bǔ)齊了最重要、最急迫的一塊版圖，為全球壓氣儲能高端發(fā)展樹立了新標(biāo)桿?！比f明忠表示。
從行業(yè)發(fā)展來看，該技術(shù)的推廣應(yīng)用將極大拓展壓縮空氣儲能的選址范圍，使原本無法建設(shè)大規(guī)模電站的地區(qū)具備了儲能布局能力，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。
從能源安全來看，“一庫多儲、多儲廣適”的技術(shù)特點，使人工硐室儲氣庫成為保障國家能源安全的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施，有效提升我國能源供應(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，人工硐室高壓儲氫技術(shù)的突破將為氫能的大規(guī)模存儲與遠(yuǎn)距離運(yùn)輸提供解決方案，助力構(gòu)建“制儲輸運(yùn)”全鏈條氫能產(chǎn)業(yè)體系。
從全球范圍來看，我國在人工硐室儲能領(lǐng)域的技術(shù)突破，使我國成為該領(lǐng)域的引領(lǐng)者，為世界能源發(fā)展提供“中國方案”。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“中國智慧”。
面向未來，宋玉文表示，將持續(xù)深化人工硐室儲能技術(shù)研發(fā)，推動技術(shù)迭代升級，引領(lǐng)全球深地儲能技術(shù)發(fā)展方向；同時加快產(chǎn)業(yè)化推廣步伐，推動該方案適配全國復(fù)雜地質(zhì)條件，重點布局“沙戈荒”地區(qū)大規(guī)模壓氣儲能項目，將技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)發(fā)展優(yōu)勢，加速壓氣儲能規(guī)?；c產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程；拓展氫儲、天然氣儲等多能聯(lián)用場景，為保障國家能源安全、建設(shè)能源強(qiáng)國、推動全球綠色轉(zhuǎn)型作出更大貢獻(xiàn)。
