一壶天地开仙境，百里风烟入画屏。江苏茅山自古以来因秀美风景被誉为“第八洞天，第一福地”，而大多数人并不知道茅山也是“盐山”，千米深处藏着若干个千年采盐遗留的盐穴。茅山脚下，就有一个在盐穴中压缩空气发电的“充电宝”——金坛盐穴压缩空气储能电站。作为全球首座非补燃式盐穴压缩空气储能电站、我国压缩空气储能领域唯一国家试验示范项目，2022年5月26日，这个非补燃式压缩空气储能电站正式投产。
投运两年，这个举世瞩目的金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目有何运行效果？有何示范意义？带着这些问题我们走进项目一探究竟。
试验：电的“重生”
走在金坛盐穴压缩空气储能电站厂区，没有了汽轮机轰鸣，也不见粉尘飞扬，只看到纵横交错的管线盘旋环绕，各类设备安静伫立，电从哪里来呢？
值长邓建军介绍说，此时的电站内并没有电，电“藏”在压缩空气和储热油中——千米下的盐穴储存了超过120个大气压的空气，压缩空气产生的热量经导热系统进入储热油，一旦接到电网指令，电才会再次现身。
来到金坛盐穴压缩空气储能电站的集控室，运行人员各司其职、安静有序。接到调令电话后，运行人员立即忙碌起来，屏幕上的压力曲线开始下降。相较于两年前，应用了“一键启动”的控制系统，无论是储电还是放电，运行人员工作更加有条不紊。邓建军说，现在要做的，是让空气势能与热能“再度结合”，重新转化为电能，向电网输送电力。
盐穴压缩空气储能是利用盐矿开采后的废弃矿洞，吸纳电网低谷时的“弃能”，将空气压缩到盐穴中，转化为空气分子的内势能，用电高峰时将分子势能加以释放而做功发电。这种让电在空气中“重生”的颠覆性技术，改变了传统电力“即发即用”的状况，实现了电能“时移”的技术难题，对促进我国能源结构升级和保障能源电力可持续发展，具有十分重大的意义。
由于走的是与国外压缩空气储能电站完全不同的“非补燃”技术路径，项目建设之初，没有运行流程可套用、没有运行标准可依据，一切都要摸石头过河。储能项目部生产负责人庞里波介绍，投运初期的机组需要“分级启动”，启动时间需要40～50分钟，随着机组长周期运行，启动操作必须优化和固化。2023年初，运维团队在储能侧开发了电站“一键启动”控制系统，启动时间缩至20分钟，机组效率提升0.5%，每年可至少节约用电300万度。此外，他们在释能侧提出空气透平快速启动方法，将发电机启动时间由20分钟降至5分钟，电站调峰响应速度和效率大幅提升。
“这两年‘迎峰度夏’‘迎峰度冬’期间，机组最长连续调峰运行62天，有时候甚至单日内‘多储多发’，有效保障电力供应与消耗之间的动态平衡，提升了电网调节能力和新能源消纳能力。”金陵电厂党委书记、副厂长张宪岭说。依托全球首创“非补燃”技术，机组完成储能、发电周期超335次，提供调峰电量超2.4亿度，全年可节约标准煤4万吨，减少二氧化碳排放超15万吨，是世界压缩空气储能发展史上浓墨重彩的一笔。
示范：“储”气育“新”
今年的《政府工作报告》首次写到新型储能，为新型储能发展按下“加速键”。从技术意义上的“试验”，再到大规模应用场景的“示范”，金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目承担了为国家先行探路、为行业建立标准的重任。
标准引领是推动科技创新、发展新质生产力的迫切需要，只有让创新成果通过标准迅速扩散，才能引领新产业、新模式发展壮大。为打造国内压缩空气储能领域首批国家标准，江苏公司坚持自主研发与产学研结合进行技术攻关，多次打破行业技术壁垒，填补压缩空气储能领域的行业空白。作为科技负责人的陈辉，带领专业团队对项目功能、作用、技术结构、指标进行深入提炼，总结项目建设过程中的先进技术经验和调试操作方法，联合十几家国内核心制造商对每一条标准进行修订。基于江苏公司主导创建的“创新联盟”“创新联合体”，陈辉团队与高校、科研机构、制作商等多主体开展标准化协作，最大限度地发挥标准“为创新划定底线”的作用。
依托该项目，江苏公司积极组织创建压缩空气储能标准体系。2024年3月，江苏公司主导的国家标准《电力储能用压缩空气储能系统技术要求》顺利发布，从制定到发布耗时四年，仅参与制定标准的单位就有二十家。“标准制定从来不是单纯的技术问题，我们必须一头牵着国标委等标准化主管单位，一头牵着标准研制技术支撑单位，统筹协调的难度不言而喻。”陈辉说。为了设置必要的技术门槛、引导科技创新健康发展，从立项到征求意见，再从报批到送审，陈辉团队和几十名专家一起，逐字逐句抠技术细节、优化参数，最终发布了国内压缩空气储能领域首个国家标准，这也标志着华能在压缩空气储能领域相关技术积累处于领先水平。
江苏公司加强标准化专家队伍建设，以陈辉为带头人，一支具有科技创新能力、丰富运维经验的储能专家人才队伍初现雏形。3名专家4人次当选IEC可再生能源并网（SC/8A）和电力储能技术委员会注册专家，3名专家入选全国电力储能标准化技术委员会，完成了国内首批压缩空气储能电站值长的取证工作。
从“无标准可依”到“我们就是标准”，金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目走出了一条“科技成果凝练成金”的标准拓荒之路：参与发布IEC国际标准3项，发布我国压缩空气储能领域首个国家标准和行业标准各1项，发布团体标准4项……现在，依托金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目所创建的“中国标准”，正在领跑全世界。
引领：“链”出信心
金坛盐穴压缩空气储能电站是世界首个非补燃压缩空气储能电站，是中国构建新型电力系统、实现“双碳”目标的关键技术。作为国家试验示范项目，更高的技术标准、参数要求对国内设备厂商的软硬件能力提出了新的挑战。
项目投产后，由于设备需要频繁启停，压缩机上的零件“碳环密封”出现了更换频率高甚至影响正常生产的问题。“之前我们一直使用德国进口的零件，但是成本高、供货周期长，我们必须考虑国产化零件。”庞里波说。然而，当时的国内设备厂家从未做过应用于该项目的密封零件。挑战与机遇并存，一旦实现国产化，就能极大提高技术创新能力和市场竞争力。经过庞里波运维团队和国内设备厂家的共同探索，“囊式密封”这一国产化零件研制成功，不仅使用周期长、造价成本低，还解决了压缩机振动大、密封漏气大等问题，极大提高了机组的稳定性和运行效率。
“金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目的核心设备实现100%国产化，给予了我国制造行业非常大的信心”，江苏公司党委书记、董事长曹庆伟介绍。在国产化设备开发中，从“做不了”到“做得好”，国内设备厂家一步步实现了设备研制能力迭代，也提振了“中国制造”的发展信心。目前，机组的可靠性和经济性不断提升，电—电转换效率达到60%以上，比国际最先进的美国麦金托什电站高出7个百分点，充分展现了国产化设备过硬的产品品质。
创新，肩负着技术策源、标准转化、产业集群的期待。未来，盐穴压缩空气储能产业化、商业化前景如何，江苏公司试图通过二期项目探索更多可能。项目团队介绍，二期项目规划建设两套35万千瓦非补燃式压缩空气储能电站和一套25万千瓦补燃式压缩空气储能电站，项目将于今年开工建设。百万千瓦等级的压缩空气储能基地的打造，将为我国新型电力系统建设、电力能源保供提供强有力的技术支撑。
笔者手记
初入金坛，便呼吸到了饱含负离子的清新空气。茅山脚下、洮湖之滨，金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目矗立于山林草木间，承载起“向绿而行”的低碳生活，镌绘了新质生产力的绿色底色。
截至2024年一季度末，全国已建成投运新型储能项目超过3500万千瓦，同比增长超200%。上游的大型压缩机、透平膨胀机、储换热设备的国产化，对新型储能产业快速发展有着重大意义，其中不乏储能领域产学研深度融合的强势推动。让“试验”变“示范”，金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目推动一大批制造商“中国制造”能力迭代升级，也加速了非补燃技术的演化升级，更展现了一场推进标准制定的“集体领跑”，这是“中国制造”的高光时刻，也是大国重器硬核实力的真实写照。
因盐制穴，倚洞发电，盐穴储能在探索服务新型电力系统路径的同时，也在为“中国制造”擦亮新名片。（文｜刘鑫 柳田 摄｜杨清格勒 供稿：中国华能）