贾红金 盐穴压缩空气储能技术与实践

二期电站3D鸟瞰全景齿轮增速离心空气压缩机新型轴流空气动力透平盐穴储气库地上井树新型Hairpin式换热器组一期电站3D鸟瞰全景211压缩空气2压缩空气储能技术发展4金坛一期建设历程及建设成就汇报提纲31压缩空气2压缩空气储能技术发展334金坛一期建设历程及建设成就4一.压缩空气储能发展背景党的二十大指出：n“积极稳妥推进碳达峰、碳中和”；n“必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。n党的二十大指出：n“积极稳妥推进碳达峰、碳中和”；n“必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，站在人与自然和谐共生的高度谋划发展”。bbbb目前我国的电源结构正在发生深刻变革。n目前我国的电源结构正在发生深刻变革。n2025年一季度全国可再生能源新增装机7675万千瓦，同比增长21%，占新增装机的90%；n截至2025年3月底，风电、光伏合计装机达14.82亿千瓦，历史性超过火电装机。n截至2025年4月底，风电、光伏合计装机攀升至15.3亿千瓦，占全国总装机的n我国新能源发电规模化目前已经形成，与传统发电机组一起成为电源侧供应的5截止2025年6月我国电力装机结构截止2025年6月我国电力装机结构风电水电（含抽蓄）水电（含抽蓄）燃气机组燃煤机组全国总装机容量36.5亿千瓦(截止2025年6月)截至2025年6月份，全国发电装机容量36.5亿千燃煤发电12.1亿千瓦，占比33.21%，首次降至35%以下燃气等其他火力发电2.6亿千瓦，占比7.14%水电4.4亿千瓦，占比12.07%核电0.6091亿千瓦，占比1.67%风电5.73亿千瓦，占比15.72%太阳能发电11亿千瓦，占比30.19%，首次突破6u火电（含燃气、生物质）2579万千瓦，占比8.79%u水电393万千瓦，占比1.34%u太阳能发电21221万千瓦，占比72.35%u风电5139万千瓦，占比17.52%u核电0万千瓦，占比0%太阳能发电21221水电（含抽蓄）太阳能发电21221水电（含抽蓄）3核风电2025年上半年全国新增发电装机容量29332万千瓦(截止2025年6月)77压缩空气储能发展背景压缩空气储能发展背景大规模新能源电力输出功率的随机波动性、难以准确预测性以及控制，因此电力系统源荷双侧都出现了随机性，电源侧的功率输出新能源为主体的电力网调峰特性第一部分是以风电和光伏为代表的新能源发电第二部分是以核电、水电和火电为代表的常规第三部分是以抽水蓄能、电化学储能和压缩空气储能为代表的储能发电机组新能源机组的功率输出呈现出随机性特点，由电力用户功率的随机性和新能源功率输出的随机性叠加的负荷波动，必须由常规发电机组和在调峰中发挥的作用比较有限81压缩空气2压缩空气储能技术发展334金坛一期建设历程及建设成就二.压缩空气储能技术发展压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage，CAES）是一种间接性、大型物理储能技术，在电网负荷低谷期间，通过压缩机压缩空气，将电能转化为压缩势能存储起来；在电网高负荷期间放出储气库内高压气体，驱动发电机发电。压缩空气储能技术路线有补燃式和非补燃式，其中非补燃式又可分为：无外部热源式（绝热压缩、等温压缩）有外部热源式（光热、工业余热等）9二.技术发展天然气天然气储气室电能输出电能输入换热器换热器燃烧器燃烧器废气天然气释能过程：储存的高压空气通过燃烧室进入透平机做功，产生电力。释能过程：储存的高压空气通过燃烧室进入透平机做功，产生电力。储能过程：电能驱动压缩机，产生高压空气并存储。二.压缩空气储能技术发展补燃式压缩空气储能电站此外还有液化和超临界两种技术路线，目前处于中试阶段，二.压缩空气储能技术发展二.压缩空气储能技术发展国外仅有两座CAES电站均为补燃式，国内金坛盐穴压缩空气储能电站是目前二.压缩空气储能技术发展德国：Huntorf电站（1978年）Huntorf压缩空气储能电站流程示意图储气方式：地下盐穴-31万m³Huntorf压缩空气储能电站流程示意图二.压缩空气储能技术发展储气方式：地下盐穴-56万m³发电容量：110MWx26h二.技术发展二.技术发展2022年5月26日，世界首个非补燃压缩空气储能电站——金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目正式投入商业运行。技术路线：非补燃型高温绝热压缩方案性能指标：机组电-电转换效率60%盐穴条件：深度~1000m，容积22万方建设时间：2020年8月—2022年5月投资单位：中国华能、中盐集团、清华大学1压缩空气2压缩空气储能技术发展334金坛一期建设历程及建设成就三.地下盐穴盐穴储气库是在地下盐层或盐丘中利用水溶开采方式形成地下洞穴，可以用来储存天然气、压缩空气、氢气等，也可以存储石油。三.地下盐穴单腔几何尺寸：直径60-90m；高度100-350m；库容20-100万m3三.地下盐穴提出了适用于大规模非补燃压缩空气储能的大容量地下储气系统构建方案，探明了交开建我国首座地下盐穴压缩空气储气库，库容25万m³,三.地下盐穴位置优越：长三角经济发达区，能源需求高，特别是清洁能源的需求量非常大面积广阔：60.5平方公里钠量125.38亿吨使用安全：中石油、中石化、港华燃气已在金坛运营天然气盐穴储气库十余年三.地下盐穴我国盐矿资源丰富，为建设压缩空气储气库提1压缩空气2压缩空气储能技术发展334金坛一期建设历程及建设成就四.一期建设历程及建设成就四.一期建设历程及建设成就压缩空气储能领域唯一的国家示范项目国家能源局和江苏省能源局重点推进建设项目，江苏省2019年、2020年重大项目国家能源局《国家能源局关于同意开展压缩空气储能国家试验示范工作的复函》中要求：优化建设方案、验证设备制造能力、开展标准体系建设、探索促进建立运行机制、提出发展路线和相关政策措施以及科研力度、推广新技术、工程质量保障、运行生产管理。院士顾问院士顾问团队何雅玲院士梅生伟项目首席科学家多方一线技术骨干团队，确保国家示范项目稳步和高多方一线技术骨干团队，确保国家示范项目稳步和高效推进四.一期建设历程及建设成就2020年8月18日2021年9月15日2022-05-26——正式投产2021-09-30——首次并网试验成功2021-09-12——2020年8月18日2021年9月15日2022-05-26——正式投产2021-09-30——首次并网试验成功2021-09-12——首批800吨导热油完成注油2021-08-31——完成厂用电受电调试（倒送电）2021-08-05——地下盐穴部分正式开始注气排卤2021-06-26——集控室施工完成2021-06-25——完成油气换热器、气水换热器吊装2021-05-25——完成透平机房发电机穿转子2021-03-08——调度名称获省调正式核准：中华金坛储能一号机2021-01-24——透平机厂房封顶浇筑2020-12-18——中盐华能储能科技有限公司成立2020-11-27——透平机主体和发电机设备完成吊装2020-08-18——主体工程开工2020-03-10——进入设备招标阶段2019-12-06——初设方案通过电规总院评审2019-09-10——通过稳评和节能报告论证2019-08-05——取得政府项目选址意见书2019-07-14——通过安评、环评、职业病、水保报告论证2019-01-08——项目完成政府备案2018-12-25——项目完成现场奠基2018-12-18——中盐成立前期项目公司-江苏井井储能科技有限公司2018-02-06——中盐、华能、清华三方成立联合工作小组2017-09-19——可研方案通过电规总院评审2017-05-27——国家能源局正式批复立项国家示范项目2021年9月30日首次并网试验成功2022年1月18日2022年1月18日四.一期建设历程及建设成就2022年5月26日，金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目投产仪式在常州举行。标志着我国压缩空气储能技术实现从“理论实验”到“工程应用”质的飞跃，是我国新型储能技术发中科院院士卢强、何雅玲、赵天寿、中国工程院院士舒印彪致辞祝贺。卢强院士宣布项目投产。宣益民、胡亚安等两院院士出席仪式。2022年5月26日，现场投产仪式四.一期建设历程及建设成就研制世界最大非补燃式压缩空气储能系统的空气透平（60研制世界最大非补燃式压缩空气储能系统的空气透平（60MW）研制世界上参数最高的多级离心式空气压缩机（60研制世界上参数最高的多级离心式空气压缩机（60MW）研制世界上单台容量最大、温度参数最高的油-气换热器研制世界上单台容量最大、温度参数最高的油-气换热器利用地下盐穴解决大容量、高压力压缩空气储存难题利用地下盐穴解决大容量、高压力压缩空气储存难题项革命性、颠覆性技术，对促进我国能源结构升级——摘自2019年4月清华大学召开的压缩空气储能院士专家研讨会会议纪要四.一期建设历程及建设成就空气动力透平换热及蓄热设备空气动力透平换热及蓄热设备地下盐穴储气库地下盐穴储气库空气压缩机空气压缩机四.一期建设历程及建设成就挖掘40余个创新点，50余项核心专利获得国家知识产权局授权，发明专利占比60%。挖掘40余个创新点，50余项核心专利获得国家知识产权局授权，发明专利占比60%。参编发布3项IEC国际标准发布国内压缩空气储能领域发布国内压缩空气储能领域首个国家标准和行业标准发布其他各类国家和行业标准6项四人次当选IEC可再生能源并网(IEC四人次当选IEC可再生能源并网(IEC/SC8A)、电力储能（IEC/TC120）技术委员会注册专家三名专家入围全国电力储能标准化技术委会压缩空气专家组《电力储能用压缩空气储能系统技术要求》《压缩空气储能电站运行和维护规程》《电力储能基本术语》《压缩空气储能电站接入电网技术规范》《压缩空气储能电站能效测量技术导则》《压缩空气储能发电系统基本术语》四.一期建设历程及建设成就机组储热系统机组储热系统截止2026年5月19日，电站已连续安全运行1454天，截止2026年5月19日，电站已连续安全运行1454天，完成储能、发电周期939次，提供调峰电量6.39亿度。相当于节约标煤19.2万吨，减少二氧化碳排放37.06万吨。目前机组各项技术指标良好，压缩机、透平机等主设备运行稳定，保护、主要仪表、自动均100%投入。根据性能测试报告，电换电效率达到62.8%。机组2024年迎峰度夏期间（60天）调用曲线1压缩空气2压缩空气储能技术发展334金坛一期建设历程及建设成就五.二期工程基本情况456五.二期工程基本情况-主要技术指标五.二期工程基本情况-主要技术指标123h4h56%项目建成后将成为全球单机功率最大、总容量最大、综合效率最高的压缩五.二期工程基本情况-地下盐穴五.二期工程基本情况-地下盐穴五.二期工程基本情况-压缩机组本工程所使用的压缩机均为大流量大压比的轴流+离心式压缩机，出口压力14.5MPa左右，单套350MW机组空气总体积流量约105万Nm³/h。单套350MW机组采用两套压缩机组并联的配置方案，即2×50%容量。单列由四台压缩机串联组成，采用轴流式压缩机+离心式压缩机组合方案。五.二期工程基本情况-换热装备膨胀侧及压缩侧气水换热器采用发卡式结构或错流式结构形式，冷却器采用常规压缩机或膨胀机每段间的换热器按非共用方式进行设计，传热端差按10℃考虑。换热器长度8.7至26m不等，单套350MW机组共计约40台换热器。五.二期工程基本情况-储热装备储热装置采用带有