目前，我國水電、風電、光伏累計裝機規(guī)模均居世界首位，在缺少綠色儲能系統(tǒng)配合的情況下，棄水、棄風、棄光狀況依舊存在，清潔能源的綜合利用率亟需提高。從我國能源供給形式來看，在能源互聯(lián)的大趨勢下，突破新能源電力當前的發(fā)展瓶頸尤為關(guān)鍵，儲能作為推動未來新能源發(fā)展的前瞻性技術(shù)，將在新能源革命中發(fā)揮顛覆性的作用。
清華大學電力系統(tǒng)國家重點實驗室盧強院士團隊長期致力于壓縮空氣儲能技術(shù)的科研和工程實踐，已成功創(chuàng)新開發(fā)了安徽蕪湖、青海大學、江蘇常州等多個壓縮空氣儲能項目。壓縮空氣儲能系統(tǒng)是利用電網(wǎng)低谷、棄風、棄水、棄光的電能壓縮空氣，制造并以100~120個大氣壓的高壓空氣進行存儲，將電能轉(zhuǎn)化為空氣內(nèi)能，在需要時再將壓縮空氣釋放，推動膨脹機做功，重新轉(zhuǎn)化成電能。
▲ 壓縮空氣儲能技術(shù)原理
該系統(tǒng)采用壓縮熱代替燃料補燃，結(jié)構(gòu)緊湊簡單，不僅消除了對燃料的依賴，實現(xiàn)了零碳排放，同時還可以利用壓縮熱和透平的低溫排氣對外供暖和供冷，具備冷熱電三聯(lián)供的能力，系統(tǒng)綜合效率較高。電換電儲能效率可達60%以上，空氣透平直聯(lián)高速發(fā)電機，通過先進的電力電子技術(shù)實現(xiàn)調(diào)頻、調(diào)壓及精確快速響應控制，達到廢電精用的目的。
該系統(tǒng)可廣泛應用于廢棄煤礦巷道、鹽穴、管線鋼儲氣庫等不同形式的高壓氣體儲存空間，以壓縮空氣儲能為主體的微能源網(wǎng)將為全國煤炭資源枯竭型城市提供具有革命性的轉(zhuǎn)型方案；該系統(tǒng)還可應用于駐軍的島礁，配合光伏、風力等新能源發(fā)電，空氣壓縮時產(chǎn)生熱能可用于供暖，系統(tǒng)在發(fā)電時產(chǎn)生冷風，可用以水果、蔬菜保鮮，實現(xiàn)島礁的電熱冷三聯(lián)供。
▲ 大同云岡礦廢棄煤礦巷道儲能電站項目
廢棄礦井是一種優(yōu)良的儲氣場所，具備承壓能力強、建設成本低、使用壽命長、儲氣容量大等優(yōu)點，將廢棄礦井用作壓縮空氣儲能的地下儲氣洞庫，可以有效地破解目前礦區(qū)傳統(tǒng)式、低水平、不可持續(xù)的關(guān)停并轉(zhuǎn)升級難題。大同云岡礦廢棄煤礦巷道儲能電站項目已于2020年8月正式開工建設，項目建成后可實現(xiàn)年發(fā)電量1.32億度電，可節(jié)約標煤13.16萬噸。
大同云岡礦儲能電站項目作為全國首個基于廢棄煤礦巷道壓縮空氣儲能系統(tǒng)，將是顛覆新能源系統(tǒng)出力特性的重大變革，是大量廢棄礦井創(chuàng)新型再利用的新嘗試，是助力零碳電力網(wǎng)建設的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是實現(xiàn)能源革命創(chuàng)新性發(fā)展的突破口，對山西乃至全國能源發(fā)展變革具有重大意義。目前，該技術(shù)已廣泛布局山西、內(nèi)蒙、河北等地。
未來，啟迪清潔能源將高度踐行“一腦一鏈四網(wǎng)”戰(zhàn)略思想，持續(xù)打造以壓縮空氣儲能為核心的零碳電力網(wǎng)，通過風、光、生物質(zhì)等清潔能源替代火電，構(gòu)建風光儲一體化的電力系統(tǒng)，布局零碳電力網(wǎng)全產(chǎn)業(yè)鏈，從真正意義上推進能源革命的高效進程。
