清晨，大別山深處，國網(wǎng)安徽金寨抽水蓄能電站上水庫波光蕩漾，水流涌動(dòng)。伴著(zhù)水庫水位逐漸升高，電站機組靜靜地等候用電高峰的到來(lái)，蓄能待發(fā)。

　　“如果4臺機組滿(mǎn)抽，6個(gè)小時(shí)就能蓄滿(mǎn)上水庫，給金寨電站這個(gè)‘超級充電寶’充進(jìn)700多萬(wàn)度電。”國網(wǎng)安徽金寨抽水蓄能有限公司董事長(cháng)朱安平介紹，在用電高峰時(shí)，電站會(huì )根據電網(wǎng)調度指令啟動(dòng)機組，從上水庫向下水庫放水發(fā)電，保障電力供應、維護電網(wǎng)平衡。

　　在用電低谷時(shí)將電力儲存起來(lái)，等到用電高峰再釋放——大批近似于“超級充電寶”的儲能項目，正通過(guò)削峰填谷避免電力系統“忙閑不均”，保障電力系統安全穩定運行，支撐清潔能源大規模發(fā)展。

　　儲能作為能源轉換的關(guān)鍵環(huán)節，是建設新型能源體系的重要一環(huán)。國家電網(wǎng)如何推動(dòng)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展？攻克了哪些技術(shù)難題？拓展了哪些應用場(chǎng)景？一起去看看——

　　規模擴大

　　儲能技術(shù)“百花齊放”

　　目前，儲能主要包括抽水蓄能和新型儲能兩類(lèi)方式。其中，抽水蓄能是目前技術(shù)最成熟、經(jīng)濟性最優(yōu)的儲能技術(shù)，適合規模化開(kāi)發(fā)建設。新型儲能則是指除抽水蓄能外，以電力為主要輸出形式的各類(lèi)儲能技術(shù)，包含鋰離子電池、壓縮空氣儲能、機械儲能等。

　　“新型儲能響應速度快、調節精度高，且布局靈活、建設周期較短，但受到成本、安全性等因素制約。”中國電力科學(xué)研究院首席技術(shù)專(zhuān)家惠東介紹，抽水蓄能具有容量大、可靠性高、經(jīng)濟性好、應用技術(shù)成熟等優(yōu)勢，在保障大電網(wǎng)安全、促進(jìn)新能源消納中發(fā)揮重要作用，但也受選址條件高、建設周期長(cháng)等因素限制。

　　不同儲能技術(shù)路線(xiàn)利弊兼有，卻不影響其“百花齊放”。隨著(zhù)“雙碳”目標的提出，中國儲能產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期，成為構建新型電力系統、建設新型能源體系的重要支撐。

　　前不久，河北省承德市大山深處，國網(wǎng)河北豐寧抽水蓄能電站6號機組正式投產(chǎn)發(fā)電。據介紹，該電站在裝機容量、儲能能力、地下廠(chǎng)房規模、地下洞室群規模方面創(chuàng )下4個(gè)“世界第一”，書(shū)寫(xiě)了中國抽水蓄能發(fā)展史上的多個(gè)紀錄，創(chuàng )造了抽蓄建設的奇跡。

　　長(cháng)400多米、寬25米、內高50多米的地下廠(chǎng)房建于6條雙向水道上方，在廠(chǎng)房中央，12臺發(fā)電機組一字排開(kāi)，連接地下輸水系統。“抽水時(shí)用電驅動(dòng)水泵，發(fā)電時(shí)則由勢能推動(dòng)水輪機發(fā)電，一臺機組兼具抽水和發(fā)電功能。機組可以在5分鐘內由滿(mǎn)負荷抽水轉變?yōu)闈M(mǎn)負荷發(fā)電。”國網(wǎng)河北豐寧抽水蓄能有限公司副總經(jīng)理吳培枝說(shuō)，2021年12月，電站首批機組投產(chǎn)發(fā)電，接入張北柔性直流電網(wǎng)，在源頭上降低了新能源發(fā)電的波動(dòng)性。這不但開(kāi)創(chuàng )了抽水蓄能發(fā)展史上的先河，也為破解新能源大規模開(kāi)發(fā)利用提供了寶貴的“中國方案”。截至目前，豐寧電站已累計投產(chǎn)機組10臺，裝機容量達300萬(wàn)千瓦。

　　國網(wǎng)新源集團基建部主任張學(xué)清介紹，中國抽水蓄能在水庫防滲、高水頭壓力管道、復雜地質(zhì)地下洞室群等方面達到了國際先進(jìn)或領(lǐng)先水平，機組朝著(zhù)大容量、高水頭、高轉速、可變速方向發(fā)展。中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì )提供的數據顯示，截至2022年底，中國抽水蓄能總裝機規模達4579萬(wàn)千瓦，是2012年底的2.2倍以上，規模居世界首位。

　　與此同時(shí)，新型儲能在示范項目建設、商業(yè)模式探索、政策體系構建等方面也取得積極進(jìn)展，市場(chǎng)應用規模穩步擴大。

　　張北草原上，國家風(fēng)光儲輸示范工程是世界上規模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統、智能輸電于一體的新能源示范電站工程。依托該示范工程，國家電網(wǎng)成功完成國內外首個(gè)高比例新能源系統的涉網(wǎng)性能試驗。在這里，無(wú)限“風(fēng)、光”化為綠色電能，源源不斷向外輸出。該工程助力北京冬奧會(huì )全部場(chǎng)館實(shí)現100%綠電供應，“張北的風(fēng)點(diǎn)亮北京的燈”成為綠色冬奧的閃亮名片。

　　國家能源局能源節約和科技裝備司副司長(cháng)劉亞芳介紹，截至2022年底，全國已投運新型儲能項目裝機規模達870萬(wàn)千瓦，平均儲能時(shí)長(cháng)約2.1小時(shí)，比2021年底增長(cháng)110%以上。

　　國網(wǎng)能源研究院能源戰略與規劃研究所所長(cháng)魯剛指出，當前正處于能源綠色低碳轉型發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，“超級充電寶”作為儲能新方式，對滿(mǎn)足電力系統調節需求、保障電力系統安全、促進(jìn)新能源大規模開(kāi)發(fā)和消納利用有著(zhù)重要意義。

　　攻克難題

　　實(shí)現多項技術(shù)突破

　　我們常把抽水蓄能電站比作一個(gè)“超級充電寶”，但想在山水間順利地安置抽水蓄能電站這個(gè)“超級充電寶”，可不容易。除了建設難之外，機組的整體調試也面臨種種挑戰。下廠(chǎng)房、做統籌、盯進(jìn)度、解難題……對于眾多儲能項目建設者來(lái)說(shuō)，這早已成為“家常便飯”。

　　“3號主變壓器受電一次性通過(guò)！”近日，在工作人員的陣陣歡呼聲中，位于河南省南陽(yáng)市南召縣的國網(wǎng)天池抽水蓄能電站3號主變壓器順利投運。筆者了解到，天池抽水蓄能電站主變器位于地下廠(chǎng)房，因主變壓器單件運輸最重、安裝工藝要求高、安裝時(shí)受空間限制大，被認為是整個(gè)地下廠(chǎng)房機電設備安裝技術(shù)難度最大的設備之一。

　　“必須嚴格執行3號主變沖擊試驗方案。”國網(wǎng)天池抽水蓄能電站運維檢修部專(zhuān)責徐志壯說(shuō)，3號主變送電沖擊前，天池電站嚴格執行送電沖擊試驗作業(yè)二級風(fēng)險管控措施，抽調各方參建人員按照試驗方案配置人員，指派中控室人員匯總信息并現場(chǎng)調度、調試人員現場(chǎng)指揮，確保各區域人員做好設備檢查、保護檢測、狀態(tài)巡視等協(xié)調配合。經(jīng)過(guò)連續120分鐘的沖擊試驗，3號主變差動(dòng)保護躲過(guò)勵磁涌流的性能最終得到驗證。

　　比起抽水蓄能電站的建設，新型儲能項目的建設者則將更多精力集中在技術(shù)創(chuàng )新突破上。

　　在安徽省六安市全國首座兆瓦級氫能綜合利用示范站，一臺臺質(zhì)子交換膜純水制氫設備，正源源不斷地生產(chǎn)氫氣，通過(guò)管道輸送到先進(jìn)的氫燃料電池中進(jìn)行發(fā)電利用。

　　“研發(fā)、設計等難題一度讓我們的研究止步不前。”國網(wǎng)安徽電力氫能綜合利用示范站技術(shù)負責人滕越說(shuō)，好在這些難題都通過(guò)技術(shù)創(chuàng )新得到了解決。“我們首創(chuàng )了大功率低能耗氫電轉換核心裝備技術(shù)，開(kāi)發(fā)了整站安全預警與防護技術(shù)，實(shí)現了對氫氣泄漏的早期預警與事故預防，還在國內首次開(kāi)創(chuàng )了兆瓦級‘制氫—儲氫—氫能發(fā)電’的全鏈條技術(shù)貫通和滿(mǎn)功率運行。”

　　如今，該站突破了20余項技術(shù)瓶頸，年制氫可達70余萬(wàn)標立方，氫發(fā)電70余萬(wàn)千瓦時(shí)，所制氫氣可在氫燃料電池車(chē)、氫能煉鋼、綠氫化工等領(lǐng)域應用，真正將“零碳循環(huán)”書(shū)寫(xiě)在江淮大地上。

　　《中國新型儲能發(fā)展報告2023》顯示，目前新型儲能仍處于發(fā)展初期，在核心材料、系統集成、調度運用、安全防護等方面還有大量技術(shù)難題有待解決。未來(lái)應充分調動(dòng)各方積極性，加大新型儲能技術(shù)創(chuàng )新力度，通過(guò)打造一批原創(chuàng )性技術(shù)，帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級。

　　“充放”自如

　　滿(mǎn)足多元應用場(chǎng)景

　　因具備削峰填谷、調頻調相和“充放”自如等功能特征，儲能項目又被視為電網(wǎng)安全運行的“穩定器”“調節器”，在多種應用場(chǎng)景下投入使用。

　　在江蘇省揚中市新壩鎮電氣工業(yè)品城內，國網(wǎng)鎮江供電公司投運了一套光儲充直柔的微電網(wǎng)。“用屋頂光伏面板發(fā)的電給汽車(chē)充電，充電時(shí)間比用電網(wǎng)電快了1倍。”5月16日，市民王先生在用微電網(wǎng)給自己的電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)說(shuō)。

　　據了解，微電網(wǎng)分布靈活、高效應用。相較于傳統電網(wǎng)單向接受能源的形式，其不僅能自給自足，實(shí)現光伏電在區域內的自發(fā)自用，還能根據外部環(huán)境靈活調整運行模式，以直流電向相鄰臺區進(jìn)行柔性互聯(lián)，可在“互聯(lián)”和“孤島”兩個(gè)模式中切換。

　　“光伏發(fā)電產(chǎn)生的電量被存儲在儲能裝置中，既可以給電動(dòng)汽車(chē)充電，也可就近向相鄰線(xiàn)路輸送，在臨近線(xiàn)路故障的情況下，它還可承擔故障線(xiàn)路的負荷，向用戶(hù)供電。”國網(wǎng)鎮江揚中市供電公司副總經(jīng)理包磊介紹。據測算，經(jīng)過(guò)靈活切換，微電網(wǎng)內的整體能效提升6%以上，每年可節省二氧化碳排放3.62噸。

　　這只是儲能多種應用場(chǎng)景之一。在新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展的大潮下，儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展潛力巨大，不僅有利于激發(fā)經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展新動(dòng)能，對促進(jìn)經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展全面綠色轉型也有重要意義。

　　位于湖南省長(cháng)沙市的晟通科技集團是全球規模領(lǐng)先的鋁箔、鋁膜板生產(chǎn)企業(yè)。作為中國節能減排突出貢獻企業(yè)，該公司在自身園區、現有停車(chē)位建設光儲充一體化項目，儲能總容量為16.5兆瓦/40兆瓦時(shí)。該項目于去年10月投產(chǎn)并網(wǎng)，首日發(fā)電量為3.4萬(wàn)千瓦時(shí)，儲能兩充兩放，每天最高可提供約8萬(wàn)千瓦時(shí)錯峰電量。晟通集團有關(guān)負責人表示：“光伏儲能項目建設后，大大削減了公司用能成本，預計未來(lái)每年可為公司節約開(kāi)支超360萬(wàn)元。”

　　據悉，為做好儲能項目并網(wǎng)工作，國網(wǎng)湖南電力主動(dòng)對接項目建設開(kāi)發(fā)主體，確保早并網(wǎng)、早投產(chǎn)。預計到6月底，湖南將新增各類(lèi)新型儲能裝機1000兆瓦，有效保障今夏湖南電網(wǎng)平穩運行。

　　業(yè)內人士指出，從電力系統來(lái)看，儲能應用可以分為電源側儲能、電網(wǎng)側儲能和用戶(hù)側儲能三大場(chǎng)景。

　　滕越介紹，電源側儲能，主要配置在電源端，可以匹配風(fēng)、光等新能源，促進(jìn)新能源高效并網(wǎng)與消納；電網(wǎng)側儲能，分布在電網(wǎng)關(guān)鍵節點(diǎn)，可提供調峰、調頻等多種服務(wù)，提升系統抵御突發(fā)事件和故障后恢復能力；用戶(hù)側儲能，則安裝在用戶(hù)負荷端，可提升用戶(hù)靈活調節能力。

　　不同的儲能技術(shù)因其性能特點(diǎn)不同，適用不同的應用場(chǎng)景。國網(wǎng)能源研究院新能源與統計研究所副所長(cháng)黃碧斌分析，抽水蓄能電站容量效益強、單站規模大，適宜電網(wǎng)側大規模、系統級應用；新型儲能單站體量可大可小，環(huán)境適應性強，能夠靈活部署于電源、電網(wǎng)和用戶(hù)側等各類(lèi)應用場(chǎng)景，可以作為抽水蓄能的有益增量補充。

　　專(zhuān)家預測，在傳統的應用場(chǎng)景基礎上，未來(lái)水風(fēng)光儲一體化、風(fēng)光儲一體化等應用場(chǎng)景將不斷涌現，儲能項目在西南水電基地等大型新能源基地開(kāi)發(fā)中作用凸顯，中小微儲能項目的建設應用將更加廣泛。多類(lèi)型、多場(chǎng)景的儲能應用格局將逐步顯現。

　　效益顯著(zhù)

　　惠及人民美好生活

　　在推動(dòng)能源綠色低碳轉型之外，許多儲能項目不忘將生態(tài)優(yōu)先融入建設，生態(tài)效益已成為蘊含在建設過(guò)程中的重要內核。

　　在國網(wǎng)浙江寧海抽水蓄能電站施工現場(chǎng)，目光所及，綠意盎然。“復綠可是我們建設‘超級充電寶’最重要的工作之一。”國網(wǎng)浙江寧海抽水蓄能有限公司工程部副主任夏萬(wàn)求指著(zhù)周?chē)粋€(gè)又一個(gè)山頭說(shuō)道，“那邊有寬葉草、高羊茅、紫花苜蓿，這邊還有刺槐、多花木蘭、車(chē)桑子等。”

　　據現場(chǎng)工作人員介紹，工程施工開(kāi)挖出來(lái)的多是巖石面，坡度近90度。復綠時(shí)，他們要像蜘蛛人一樣，懸掛著(zhù)去給巖石釘上鐵絲網(wǎng)，再一遍一遍噴上特殊配方的混凝土，既可固定植物種子，也能進(jìn)一步保土護坡固沙。2018年項目開(kāi)工以來(lái)，邊施工邊復綠，復綠面積已超過(guò)25萬(wàn)平方米。

　　“超級充電寶”建設帶來(lái)的不僅是綠水青山的重現，還通過(guò)拆遷安置、完善基礎設施等舉措惠及居民生活，實(shí)現經(jīng)濟效益與社會(huì )效益的最大化，帶動(dòng)投資和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

　　明凈的鄉村小道，靚麗的綠化帶，成排的兩層小樓……走進(jìn)河南省洛陽(yáng)市洛寧縣澗口鄉鰾池村，藍天白云掩映下的村鎮顯得格外秀美。然而，曾經(jīng)的鰾池村卻隱藏在熊耳山深處，多年來(lái)僅有一條羊腸小道通向外界。

　　隨著(zhù)國網(wǎng)河南洛寧抽水蓄能電站的建設，鰾池村村民進(jìn)行了移民搬遷。工程建設中，電站建設方主動(dòng)修建周邊外延道路，吸收鰾池村村民就業(yè)，盡可能地讓搬遷群眾多得實(shí)惠。

　　“抽水蓄能電站項目給我們村帶來(lái)了翻天覆地的變化，不僅家家戶(hù)戶(hù)都住進(jìn)了新房子，村里還建起了衛生室，老人就醫更方便了。”鰾池村黨支部書(shū)記吉軍委介紹，如今村子已成為洛寧縣新農村建設示范和鄉村振興的典型。

　　加快發(fā)展抽水蓄能和新型儲能是建設新型能源體系的迫切需求，是保障電力系統安全穩定的重要支撐，也是新能源大規模發(fā)展的重要保障。國家電網(wǎng)公司表示，將堅持開(kāi)放發(fā)展的理念，加強與社會(huì )各方合作，加快抽水蓄能電站建設，力爭2025年、2030年公司經(jīng)營(yíng)區抽水蓄能裝機分別達到5000萬(wàn)千瓦、1億千瓦；支持新型儲能規模化應用，預計2030年公司經(jīng)營(yíng)區新型儲能裝機達到1億千瓦。（劉樂(lè )藝 王圣嬰）