用電低谷時壓縮空氣，存儲在地下；用電高峰時釋放空氣，每小時能發電6萬千瓦時。在江蘇常州金壇區，依托“非補燃”技術，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站全年可節約標準煤3萬噸，減少二氧化碳排放超6萬噸，并為江蘇電網提供±6萬千瓦調峰能力。

用電池蓄能，用水庫發電，似乎并不稀奇，但你是否知道，我們身邊看不見也摸不著的空氣，也有同樣的功能？在江蘇省常州市金壇區的茅山腳下，就有一個由鹽穴改造的大型“充電寶”——金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站。作為空氣儲能領域的國家試驗示范項目，2022年5月26日，這個“非補燃”壓縮空氣儲能電站正式投產。

壓縮空氣如何實現儲能和放電？如何發揮價值？有哪些發展前景？

         “丁零零——”1月28日8時56分，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站的集控室內，一陣電話鈴聲響起。當班值長袁爾聰接起電話，電話那頭是國家電網江蘇電力公司調度中心的指令：要求電站1號機組于9時32分準時并網調峰。然而此時，電站內并沒有電——它以另外兩種能量形式儲存在空氣和儲熱介質中。

        “前一天21時許，正是用電低谷期，電網有富余的電量，我們就開始給‘充電寶’充電。”中鹽華能儲能科技有限公司綜合事務部主任韓月峰介紹，這個過程好比給氣球打氣——地下900多米深處的巨大鹽穴是“氣球”，用電帶動的空氣壓縮機就是“打氣筒”，將1個標準大氣壓的空氣壓縮為140個標準大氣壓的高壓空氣。

        壓縮空氣的過程中，空氣溫度會增加到300多攝氏度。為了保證系統運行的安全，需要將高溫高壓空氣冷卻到40攝氏度左右的常溫高壓空氣。這些熱量并沒有被浪費掉，而是被換熱器“取”出來儲存在導熱油之中，存放在地面上的大型高溫導熱油罐里。就這樣，經過夜間“充電”，電能被轉化為空氣勢能和熱能。

        接到調令電話后，集控室里的工作人員立即忙碌起來。他們要做的，是讓空氣勢能與熱能“再度結合”，重新轉化為電能，在用電高峰期供居民使用。

        在縱橫分布著各類管道的現場，工人們先給換熱器預熱，然后打開鹽穴井口控制閥。瞬間，近140個標準大氣壓的高壓氣體從地底深處的鹽穴奔涌而出，在換熱器內由導熱油加熱到300多攝氏度，成為高溫高壓空氣，驅動空氣透平膨脹機沖轉，通過軸承帶動發電機轉動——電，又從空氣中“重生”了。

        9時32分，電站1號發電機組準時并入電網開始發電；10分鐘后，發電機組達到60兆瓦的滿負荷運轉狀態；14時30分，發電機組解列，發電作業順利完成。

        “在用電低谷時把空氣壓縮，存儲在地下鹽穴，完成一次充電的周期為8小時；在用電高峰時，釋放高壓空氣，每小時能發電6萬千瓦時，可以連續發電5個小時，發電量可達30萬千瓦時。”韓月峰介紹。

        由中鹽集團、中國華能集團和清華大學三方共建的金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站，可為江蘇電網提供±6萬千瓦調峰能力。電站投產后不久，江蘇迎來了炎熱夏季。電站在7、8月間響應約40次調峰指令，其中8月份連續響應23天，甚至一天內靈活切換、多次響應，為迎峰度夏保供電貢獻了力量。

        除此之外，近年來，隨著風、光等新能源的加速開發，江蘇可再生能源發電總裝機目前達到5354.94萬千瓦。然而，新能源發電波動性強，在工業大省江蘇，發電峰谷差高達50%，給電網的安全穩定運行帶來隱患，建設大規模儲能設施尤為必要。

        “目前儲能辦法有物理儲能和化學儲能兩種。前者包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，后者包括各種電池儲能。”金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站項目首席科學家、清華大學電機系教授梅生偉告訴記者，壓縮空氣儲能電站規模大、建設快、安全環保，是新型儲能的重要發展方向之一。

        當然，壓縮空氣儲能電站的建設，也需要豐富的鹽穴資源和成熟的造腔經驗支撐，對建設環境提出了一定的要求。鹽穴，即地下鹽層被開采后留下的空腔，密封性良好且多數處于閑置狀態，是儲存高壓空氣的理想場所。“金壇擁有鹽穴資源約1000萬立方米。”中鹽金壇公司鹽礦礦長徐孜俊介紹，金壇鹽穴壓縮空氣儲能電站使用的茅八井鹽穴，容積約22萬立方米，可承受200個標準大氣壓。

        利用鹽穴來儲能發電在其他國家并非沒有先例，但采取“非補燃”技術卻是國內首創。“鹽穴的高壓空氣被釋放出來后，需要加熱膨脹產生更大推力，此前國外已投運的電站都通過燃燒天然氣來加熱，‘補燃’過程會產生碳排放。”梅生偉介紹，金壇項目將壓縮空氣過程中產生的熱能儲存起來，發電時再將熱能釋放，將電能轉換效率提升至60%以上。據測算，該項目全年可節約標準煤3萬噸，減少二氧化碳排放超6萬噸。