4月30日，国际首套300兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站在山东肥城首次并网发电成功。这意味着，我国具有了目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压缩空气储能电站。
山东肥城300兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目全景。
储能，就是把多余的电先存起来，需要的时候再拿出来，相当于给电网安装一台大“充电宝”，使“靠天吃饭”的太阳能、风能发电都能稳定、流畅地接入电网，存储备用。
压缩空气储能则是以空气为介质充放电的“空气充电宝”。它性能优异，规模大、寿命长、成本低，发展势头迅猛。
与锂电池、抽水蓄能等其他储能技术相比，压缩空气储能非常“年轻”，在中国仅有10多年的开发史，却发展迅猛，成为后起之秀，令许多业内人士坦言“没想到”。
三条标准选定一个研究方向
压缩空气储能的概念起源较早，第一个专利于1949年在美国问世。德国和美国分别于1978年和1991年建成压缩空气储能电站，并运行至今。虽然世界各国对压缩空气储能都有布局，但并非热门，真正将它发扬光大的还是中国。
2004年，刚刚参加工作的中国科学院工程热物理研究所（以下简称“工程热物理所”）副研究员陈海生开始思考未来的研究方向。他给自己定下3条标准：朝阳产业、创新性领域、同工程热物理专业相关。但是，满足这3条标准的技术是什么？
经过3个多月的调研分析，陈海生相中了储能技术。这在当时是极其冷门的方向。
那时，我国正处于火电“大干快上”的时代，再生能源装机占比不足1%，是妥妥的“小兄弟”，更不存在并网难题。很难想象，有朝一日，太阳能和风能会撼动火力发电的主体地位，储能也将由“冷”转“热”。
陈海生画了一张表，纵坐标是各种储能技术，横坐标是创新性、技术成熟度、专业相关度等指标，结果压缩空气储能以5颗星领跑其他技术。
而当时压缩空气储能在中国仅有理论研究，没有技术攻关，展现在他面前的是一片空白。
“中国科学院的使命是什么？创新为民。”陈海生觉得，国家未来需要什么，得有人提前思考、提前攻关、提前实践。
他决定挑战一下。一辈子要做的事，就这么决定了。
如今回头看，过去10年我国风电和光伏装机增长了8倍，2023年风电和光伏装机更是历史性超过火电，占比达50.4%，是全世界对储能需求最强烈的国家。储能不仅登上了能源发展的历史舞台，而且将扮演重要角色。
来一场彻底的创新
2005年，陈海生被公派去英国利兹大学访学，这正是一次技术探索的好机会。
在英国，他和导师共同提出了液态空气储能的概念，很快得到英国政府和投资机构600万英镑的经费支持。为了完成这个项目，原本为期一年的访问变成了4年的正式工作。最终，他们在2009年建成国际首套兆瓦级液态空气储能装置。由于液态空气的密度远大于气态空气，该系统解决了依赖大型储气洞穴的问题，比传统技术更为先进。
有了这次试水，2009年回国后，陈海生立志发展比液态空气更先进的压缩空气储能技术。
当时，传统压缩空气储能技术存在效率不高的缺点。德、美两国储能电站的效率分别仅为42%、54%。也就是说，存进去1度电，只能放出来大约半度，另外半度在存、放的过程中被消耗了。而且，传统压缩空气储能装置必须依赖天然气提供热源。
这两个缺点在油气资源丰富的国家尚可接受，但放到“缺油少气”的中国，无疑是致命短板。
要从根本上突破这两大技术瓶颈、在中国走通压缩空气储能这条路，显然不能仅仅依靠跟踪、模仿、改进，必须来一场彻底的技术创新。而创新的底气，源自我国科学家在动力工程及工程热物理专业的多年积累。
传统的压缩空气储能系统基于燃气轮机技术，在用电低谷时，利用富余的电能将空气压缩并储存在储气室中；在用电高峰时，释放高压空气进入燃烧室，同燃料一起燃烧，驱动透平发电。这相当于让燃气轮机分时工作，储能、释能过程相互独立，最终起到削峰填谷的作用。
该系统的关键在于叶轮机械的高效运转。工程热物理所自1956年建所以来，在叶轮机械方面研究基础深厚，创始人吴仲华先生是国际公认的“叶轮机械先锋”。
基于自身的“金刚钻”，2009年工程热物理所提出具有自主知识产权的先进压缩空气储能技术：在用电低谷时，用压缩机取代燃气轮机压缩空气，同时回收压缩热；在用电高峰时，释放储存的热量加热高压空气，驱动膨胀机，带动发电机发电。
这一改进不仅不使用额外的燃料，实现零排放，还将原先浪费掉的压缩热能利用起来，储能效率大幅提高，理论上可达70%以上。因地制宜，本土化的条件就此建立起来。
但这一改，也意味着从基础研究到关键技术，再到工程开发，都没有成熟经验可供借鉴。
敢不敢做“第一个吃螃蟹的人”？陈海生没有犹豫：“我们一定要掌握自主知识产权，哪怕多花几年时间，也一定要掌握核心技术，不能总是模仿跟踪，更不能受制于人。”（记者陈欢欢）
（未完待续）
责任编辑：魏敏
