中国能建的技术人员在测量调(diao)试。
中国能建湖北应城压气(qi)储能项目储热罐。
江苏远信西藏岗巴光储示范项目。受访企业供图(tu)
伴随能源转型加速，全球可再生能源占比突破30%，如何破解风、光发电的“看天吃(chi)饭”难题？海(hai)上平台，石油钻机升降起落，如何回收(shou)再利用大量势(shi)能？基础设施薄弱地(di)区(qu)发展，如何保障家庭、工厂的电力稳定供应……
这些(xie)问题都能从新型储能中找到(dao)答案。新型储能是(shi)指除抽水蓄(xu)能外，以输出电力为主要形式的储能技术。国际上常称储能为能源转型的“瑞士军刀”，以形容(rong)其功(gong)能的全面(mian)性，还有不少人称呼它为“超级充电宝”。
2024年，“发展新型储能”首次写入(ru)中国政府工作报告(gao)。2025年2月，工业和信息化部等八部门又发文推动新型储能制(zhi)造业高质量发展。新型储能为何受到(dao)关注？“新”在何处(chu)？有哪些(xie)应用场景？记者就此进行了采访。
锂电池储能：让电网更有“弹(dan)性”
2024年夏天，酷暑高温(wen)，江苏省迎来一场储能“大考”。当时的情况，协鑫能源科技股份有限企业（以下简称“协鑫”）的副总裁牛曙斌还历历在目。
“多重因素叠加下，情况十分紧迫。”他(ta)告(gao)诉记者，“一是(shi)江苏遇到(dao)65年来最强持续(xu)高温(wen)，电力需求远超预期；二是(shi)江苏电网中新能源占比逐步(bu)升高，历史性首次超过煤电，而风力、光伏发电受自然条(tiao)件影(ying)响，不可避免地(di)具有间歇性、波动性、分布不均等问题。”
换句话说，新能源占比越大，电力系统的安全稳定越受到(dao)挑战，也越需要完善以新型储能为代(dai)表的电力系统调(diao)节(jie)机制(zhi)。
江苏作为制(zhi)造业大省，一旦电力供应不稳导致拉(la)闸限电，社会生产与居民生活将受严重影(ying)响，损失(shi)难以估量。为此，在江苏省充放电价(jia)差、顶峰补贴、调(diao)用次数保障等系列(lie)政策下，多家企业承诺：在7月15日前建成投产一批电网侧(ce)锂电池储能项目。而协鑫揽下11个项目，冲在保供队伍(wu)最前面(mian)。
“工期只有短短4个月，我(wo)们(men)紧锣密鼓，成立(li)专项小组(zu)，安排不同项目滚(gun)动推进，经验(yan)相互借鉴……”牛曙斌回忆。
经过努力，高温(wen)袭来前，所有储能项目如期并网投运。一座座锂电池储能电站像“超级充电宝”，用电波谷(gu)时段蓄(xu)电、用电波峰时段放电，每天“两(liang)充两(liang)放”，顺利完成电力保供。
“能打赢这场迎峰度夏的攻(gong)坚战，储能起到(dao)了‘定海(hai)神针’的作用。”牛曙斌感叹。有了锂电池储能电站的调(diao)节(jie)，让电网“更具弹(dan)性”。
大显神通(tong)的储能锂电池究竟长什么样子？如何发挥作用？
记者来到(dao)位于镇江市的江苏远信储能技术有限企业（以下简称“江苏远信”）厂区(qu)，在这里，一块块锂电池被集成、封装，经过严密的安全测试，最终装进一排排集装箱式的储能舱，完成系统调(diao)试后交付运输。
“以我(wo)们(men)5兆瓦时的液冷储能系统为例，每个储能柜内会用到(dao)4992块电池。”江苏远信总经理田(tian)维强告(gao)诉记者。据(ju)他(ta)先容，这些(xie)电池和新能源汽(qi)车动力电池的材料和工艺相似，但储能更加注重电池的高安全性、低成本和长寿命。
“为此，我(wo)们(men)为每个电池包配备了液冷、消(xiao)防(fang)、电池管理、能量管理等系统，实时监控每一块电池的健康状态，确保电池的工作环境，提高系统循环寿命。”田(tian)维强说。
“动力电池经过多年发展已走向(xiang)成熟，无限接近标准品，往往是(shi)批量生产；但储能多属于定制(zhi)化产品——像我(wo)们(men)已经成功(gong)交付的新疆和田(tian)、西藏岗巴的光伏配储项目，都要根据(ju)海(hai)拔、空气(qi)湿度、占地(di)面(mian)积、应用场景等要素定制(zhi)方案。”田(tian)维强补充说。
不只布局国内的“用电大省”与新能源富集的“沙戈荒”地(di)区(qu)，在市场需求、盈利空间等因素的驱动下，中国锂电池储能厂商还纷纷将视野(ye)投向(xiang)海(hai)外。
2024年5月，江苏远信与南非(fei)可再生能源集团(tuan)Veers Group共同成立(li)合资企业，在南非(fei)开发和部署创新的可再生能源解决方案；2024年12月，远景储能与法国电力企业EDF签约，将为南非(fei)3个储能项目提供电池储能系统；同月，阳光电源与菲(fei)律宾上市企业签下迄今为止东(dong)南亚最大储能系统订单；2025年1月，协鑫入(ru)选沙特电力采购企业储能项目招标合格名单……全球储能锂电池出货量，中国企业占比高达90%。
“储能是(shi)一个全球‘同频共振’的行业。”田(tian)维强说，“想(xiang)要推进能源转型，储能是(shi)必备的配套产业，因此无论国内外都保持强劲的增长势(shi)头。”
压气(qi)储能：“空气(qi)充电宝”的扩容(rong)探索
湖北应城郊外，8个直径约19米(mi)的巨大球罐整齐排列(lie)。每个球罐下方的井筒，都连接着地(di)下600米(mi)处(chu)，利用天然盐穴建造的70万立(li)方米(mi)的储气(qi)库，每小时最多可容(rong)纳2880吨空气(qi)出入(ru)，约等于48节(jie)高铁(tie)车厢的重量。
储电、发电，就在这巨量的“一呼一吸”间完成。
空气(qi)看不见摸不着，到(dao)底如何储存能量？中国能源建设集团(tuan)有限企业（以下简称“中国能建”）一级管理专家李峻给记者打了个生动的比方：“用电低谷(gu)时，富余的电能驱动‘打气(qi)筒’，将空气(qi)压缩至‘轮胎(tai)’里形成高压状态。”
这里的“轮胎(tai)”，就是(shi)盐穴、人工硐室等密封储气(qi)库。空气(qi)压缩过程中产生的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地(di)面(mian)的储热罐中。用电高峰时，储气(qi)库会释放所储存的高压空气(qi)、储热罐释放所储存的热量。这时，高压空气(qi)被加热，使其具有极大的膨(peng)胀力来驱动空气(qi)透(tou)平发电机组(zu)，就像吹动风电机组(zu)的“大风车”一样，产生电能向(xiang)电网供电。
正是(shi)在应城，今年1月9日，中国能建投资建设的全球首座300兆瓦压缩空气(qi)储能示范工程“能储一号”全容(rong)量并网发电，创下单机功(gong)率、储能规模和转换效率三个世界(jie)纪录(lu)。
单机功(gong)率300兆瓦是(shi)什么概念？“我(wo)们(men)把‘能储一号’当成一个巨大的充电宝，可以给一整个中小型城市持续(xu)供电5小时。”李峻说明。在此之前，压气(qi)储能的建设规模徘徊在几十兆瓦区(qu)间，已投入(ru)商运最高的是(shi)60兆瓦的江苏金坛项目。300兆瓦的项目在设备定制(zhi)、工程施工等方面(mian)，全世界(jie)均无先例可供参考。
谈起为何主动选择“啃硬骨头”，研发如此大功(gong)率、大容(rong)量的压气(qi)储能项目，李峻告(gao)诉记者：想(xiang)要调(diao)节(jie)整个区(qu)域电网的电力波动，需要储能达到(dao)一定规模。而同样作为长时大容(rong)量储能，压气(qi)储能比抽水蓄(xu)能选址更灵活、建设周(zhou)期更短；且300兆瓦级可有效降低工程造价(jia)、提升转换效率、带(dai)动传(chuan)统装备制(zhi)造转型升级，特别是(shi)便于电网灵活性调(diao)配。
值得一提的是(shi)，目前世界(jie)上大部分已投运的盐穴型压气(qi)储能电站，在发电环节(jie)都需要额外的化石能源来加热空气(qi)，这个过程叫(jiao)“补燃”，污染以及热量损失(shi)不可避免。而“能储一号”在热量收(shou)集利用环节(jie)集中攻(gong)关，首次通(tong)过内循环实现了“非(fei)补燃”，不需要任(ren)何化石燃料，因此不产生任(ren)何污染——走进湖北应城厂区(qu)，看不到(dao)粉尘漫天，“都是(shi)干干净净的”。
“不仅无污染，大自然空气(qi)进入(ru)我(wo)们(men)电站系统，经过温(wen)度压力的变(bian)化，甚至还能得到(dao)过滤，去(qu)掉一些(xie)粉尘杂质。”中国能建数科集团(tuan)总经济师李军告(gao)诉记者，“相当于一个‘大型空气(qi)净化器’！”
作为多领域攻(gong)关成果的聚合，“能储一号”的优势(shi)还不止于此。
湖北应城作为中部地(di)区(qu)最大盐业储备基地(di)，地(di)下盐穴溶腔有4000余万立(li)方米(mi)。过去(qu)为保持地(di)质稳定，需要注水实现压力平衡。“现在，我(wo)们(men)将盐矿开采留下的废弃空腔开发成储气(qi)库，”中国能建数科集团(tuan)技术总监商浩亮指出，“既降低了安全风险与维护成本，也是(shi)将传(chuan)统产业‘再激活’。”
据(ju)了解，天然盐穴在湖北、江苏、山东(dong)、江西、云南等省份都有广泛分布，传(chuan)统开发的盐穴储气(qi)库，多采用单井单腔模式，但中国的实际情况是(shi)90%以上盐穴资源属于水平对接和压裂连通(tong)类型，地(di)质条(tiao)件更为复杂。“能储一号”的成功(gong)验(yan)证，极具推广价(jia)值，可有效推动我(wo)国90%以上的盐穴资源再利用。“这是(shi)重大的突破，相当于把沉睡(shui)的资源盘活了！”商浩亮说。
而在天然盐穴较少的地(di)区(qu)，专家们(men)探索出建造地(di)下人工硐室储气(qi)、熔盐参与储热的解决方案。在甘肃酒泉，同样300兆瓦装机容(rong)量，另一个世界(jie)首创——全球首个地(di)下人工硐室型压缩空气(qi)储能项目正在施工。
如今，压气(qi)储能技术路线逐渐打通(tong)，在能源清(qing)洁化、低碳化的全球浪潮下，压气(qi)储能的市场前景无限宽广。李军向(xiang)记者透(tou)露：并网以来，已经有美国、荷兰、南非(fei)等国投资方或能源主管部门对“能储一号”表达了兴趣；虽(sui)然多国有过相关研究与实践，但真正让“非(fei)补燃”的先进技术路线工程化落地(di)，中国还是(shi)头一个。
“未来，我(wo)们(men)希翼(wang)以技术为核心，向(xiang)世界(jie)输出包含上下游产业链的整体方案，让压气(qi)储能成为中国绿色能源的一张名片。”他(ta)说。
飞轮储能：短时高频，稳压节(jie)能
长时大容(rong)量储能是(shi)能源转型的关键，短时高频次储能同样拥有丰富的应用场景。其中的代(dai)表就是(shi)飞轮储能。
武汉光谷(gu)生态大走廊，一列(lie)通(tong)体湛蓝的列(lie)车“光子号”悬在轨道下方平稳滑过，宛如科幻影片(ying)中的未来载具。每当列(lie)车减速驶入(ru)站台，一套看不见的“能量魔术”就悄然上演。
制(zhi)动时，惯性产生的电能涌入(ru)配电室内的飞轮储能装置，碳纤维材料制(zhi)成的飞轮转子以每分钟36000转的惊人速度疾旋，将电能转化为动能暂存；而当列(lie)车再次启动，飞轮变(bian)为发电机模式，将暂存的动能转化为电能，为列(lie)车供电。
“这是(shi)全球首条(tiao)全线应用飞轮储能型再生制(zhi)动能量地(di)面(mian)系统的空轨线路。”“光子号”所使用飞轮储能系统的开发厂商——盾石磁能科技有限责(ze)任(ren)企业（以下简称“盾石磁能”）的市场销售负责(ze)人李蕊(rui)先容。
“作为空中悬挂式轨道，如果供电系统故障，乘客困(kun)在空中无法撤离，飞轮储存的能量可以牵引(yin)列(lie)车到(dao)临近车站疏散乘客，给安全运营提供更多保障”。
除了“光子号”，盾石磁能开发的飞轮储能系统还在北京(jing)地(di)铁(tie)房山线、六号线等地(di)面(mian)轨道得到(dao)应用，飞轮储能系统能够响应距(ju)离20公里内轨道线路上的整体网压波动，进行持续(xu)频繁快速的充放电，起到(dao)节(jie)能减排、稳定网压的作用。
“在飞轮储能应用之前，业内一般用电阻，将列(lie)车制(zhi)动时产生的能量转化为热能消(xiao)耗掉，但噪声(sheng)扰民问题严重，还存在火灾风险。”李蕊(rui)说明，“后来又采用了中压能馈技术，将吸取(shou)的能量反馈到(dao)交流电网，虽(sui)然有了一定的节(jie)能作用，但同时带(dai)来了对交流电网的谐波污染问题，也无法为用电方节(jie)省电费支出。”
而投入(ru)飞轮储能装置后，据(ju)盾石磁能公开数据(ju)，北京(jing)地(di)铁(tie)房山线1MW飞轮储能系统每天大约可节(jie)约1500度电，平均节(jie)电率23%；电压波动也从应用前的700伏到(dao)928伏，变(bian)为投入(ru)飞轮后的750伏到(dao)900伏，稳压效果明显。
为何飞轮储能在轨道交通(tong)中得到(dao)越来越多的应用？
“首先，不同于大家更熟悉的长时间、大容(rong)量的电化学储能等，飞轮储能属于功(gong)率型储能，也就是(shi)短时高频次充放电。”李蕊(rui)说明。地(di)铁(tie)等轨道交通(tong)发车频率高，几分钟一趟(tang)，电网波动频繁，这要求储能装置每小时要完成几百次充放电，长时储能难以胜任(ren)。
此外，飞轮储能作为物理储能技术，安全性更为突出。“现有储能技术里，飞轮储能是(shi)唯一没有火灾、爆(bao)炸、有毒(du)风险的储能技术，更加可靠环保”。
据(ju)李蕊(rui)先容，不同于行业内更多厂家使用的钢(gang)制(zhi)转子，盾石磁能的飞轮产品转子用了质量更轻(qing)、韧性更高的碳纤维复合材料，采用先进的被动磁悬浮轴承。这样一来，碳纤维复合材料转子的飞轮产品通(tong)过提升转速而非(fei)质量来增加存储能量，响应速度、安全性、使用寿命以及安装难度、维护保养各方面(mian)特性优势(shi)更加突出，更适用于轨道交通(tong)领域。
除了轨道交通(tong)，飞轮储能还可应用于其他(ta)对电能稳定性有高要求的场景，包括数据(ju)中心的UPS（不间断）电源，防(fang)止计算机数据(ju)丢失(shi)，还有石油钻井平台的钻机势(shi)能回收(shou)再利用等。
当前，储能行业迎来快速发展阶段，各种新型储能技术遍地(di)开花，不同功(gong)能的“超级充电宝”正八仙过海(hai)、各显其能。“任(ren)何一种储能技术都有适用的场景，”李蕊(rui)告(gao)诉记者，“关键在于根据(ju)场景选择合适的技术。”（本报记者 霍旻含）
《人民日报海(hai)外版》（2025年03月21日 第(di) 10 版）
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