中国(guo)能(neng)建的技术人员在测量调试。
中国(guo)能(neng)建湖北(bei)应城压气储能(neng)项(xiang)目(mu)储热罐(guan)。
江苏远信西藏岗巴光储示范项(xiang)目(mu)。 受访企(qi)业供图
伴随能(neng)源转型(xing)加速，全球可再生能(neng)源占比突破30%，如何破解风、光发电的“看天吃饭(fan)”难题？海上平台，石油钻机升降起落，如何回收再利用大(da)量势能(neng)？基础(chu)设施薄弱地区发展(zhan)，如何保障家庭、工厂的电力稳定供应……
这些问(wen)题都能(neng)从新型(xing)储能(neng)中找到(dao)答案。新型(xing)储能(neng)是指除抽水蓄能(neng)外，以输出电力为主要形式的储能(neng)技术。国(guo)际上常称储能(neng)为能(neng)源转型(xing)的“瑞士(shi)军刀”，以形容其功能(neng)的全面性，还有不少人称呼它为“超级充电宝”。
2024年，“发展(zhan)新型(xing)储能(neng)”首次(ci)写入中国(guo)政府(fu)工作(zuo)报告。2025年2月(yue)，工业和信息化(hua)部等八部门(men)又发文推动新型(xing)储能(neng)制造业高质量发展(zhan)。新型(xing)储能(neng)为何受到(dao)关(guan)注(zhu)？“新”在何处？有哪些应用场景？记者(zhe)就此(ci)进行了采访。
锂电池(shi)储能(neng)：让电网更(geng)有“弹性”
2024年夏天，酷暑高温(wen)，江苏省迎(ying)来一场储能(neng)“大(da)考”。当时的情况(kuang)，协鑫能(neng)源科技股份(fen)有限(xian)公(gong)司（以下简称“协鑫”）的副总裁(cai)牛曙斌还历历在目(mu)。
“多重(zhong)因素叠加下，情况(kuang)十分(fen)紧迫。”他(ta)告诉(su)记者(zhe)，“一是江苏遇到(dao)65年来最强持续高温(wen)，电力需求远超预期；二是江苏电网中新能(neng)源占比逐步升高，历史性首次(ci)超过煤电，而风力、光伏发电受自然条件影响(xiang)，不可避免地具有间(jian)歇性、波动性、分(fen)布不均(jun)等问(wen)题。”
换(huan)句话说，新能(neng)源占比越(yue)大(da)，电力系统的安全稳定越(yue)受到(dao)挑战(zhan)，也越(yue)需要完善以新型(xing)储能(neng)为代表的电力系统调节机制。
江苏作(zuo)为制造业大(da)省，一旦电力供应不稳导致拉闸限(xian)电，社会生产与居民生活将受严重(zhong)影响(xiang)，损失难以估量。为此(ci)，在江苏省充放电价差、顶峰补贴、调用次(ci)数保障等系列政策下，多家企(qi)业承诺：在7月(yue)15日(ri)前(qian)建成投产一批电网侧锂电池(shi)储能(neng)项(xiang)目(mu)。而协鑫揽下11个项(xiang)目(mu)，冲在保供队伍最前(qian)面。
“工期只有短短4个月(yue)，我(wo)们紧锣(luo)密鼓(gu)，成立(li)专项(xiang)小组，安排不同(tong)项(xiang)目(mu)滚动推进，经验相互借鉴……”牛曙斌回忆。
经过努力，高温(wen)袭来前(qian)，所有储能(neng)项(xiang)目(mu)如期并网投运。一座座锂电池(shi)储能(neng)电站像“超级充电宝”，用电波谷时段蓄电、用电波峰时段放电，每天“两充两放”，顺利完成电力保供。
“能(neng)打赢(ying)这场迎(ying)峰度夏的攻坚战(zhan)，储能(neng)起到(dao)了‘定海神(shen)针’的作(zuo)用。”牛曙斌感叹。有了锂电池(shi)储能(neng)电站的调节，让电网“更(geng)具弹性”。
大(da)显(xian)神(shen)通(tong)的储能(neng)锂电池(shi)究竟长什么样子？如何发挥作(zuo)用？
记者(zhe)来到(dao)位(wei)于镇江市的江苏远信储能(neng)技术有限(xian)公(gong)司（以下简称“江苏远信”）厂区，在这里，一块(kuai)块(kuai)锂电池(shi)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(neng)舱，完成系统调试后交付运输。
“以我(wo)们5兆瓦时的液冷储能(neng)系统为例，每个储能(neng)柜内会用到(dao)4992块(kuai)电池(shi)。”江苏远信总经理田维强告诉(su)记者(zhe)。据(ju)他(ta)先容，这些电池(shi)和新能(neng)源汽车动力电池(shi)的材料和工艺相似，但储能(neng)更(geng)加注(zhu)重(zhong)电池(shi)的高安全性、低成本和长寿命。
“为此(ci)，我(wo)们为每个电池(shi)包(bao)配备了液冷、消防(fang)、电池(shi)管理、能(neng)量管理等系统，实时监控每一块(kuai)电池(shi)的健康(kang)状态，确(que)保电池(shi)的工作(zuo)环境，提高系统循环寿命。”田维强说。
“动力电池(shi)经过多年发展(zhan)已走向成熟，无限(xian)接近(jin)标(biao)准品，往往是批量生产；但储能(neng)多属于定制化(hua)产品——像我(wo)们已经成功交付的新疆和田、西藏岗巴的光伏配储项(xiang)目(mu)，都要根据(ju)海拔、空气湿(shi)度、占地面积、应用场景等要素定制方案。”田维强补充说。
不只布局国(guo)内的“用电大(da)省”与新能(neng)源富(fu)集的“沙戈荒”地区，在市场需求、盈利空间(jian)等因素的驱动下，中国(guo)锂电池(shi)储能(neng)厂商还纷纷将视野投向海外。
2024年5月(yue)，江苏远信与南非可再生能(neng)源集团Veers Group共同(tong)成立(li)合资企(qi)业，在南非开发和部署创新的可再生能(neng)源解决方案；2024年12月(yue)，远景储能(neng)与法国(guo)电力公(gong)司EDF签约，将为南非3个储能(neng)项(xiang)目(mu)提供电池(shi)储能(neng)系统；同(tong)月(yue)，阳光电源与菲律宾上市企(qi)业签下迄(qi)今为止东南亚最大(da)储能(neng)系统订单；2025年1月(yue)，协鑫入选沙特电力采购公(gong)司储能(neng)项(xiang)目(mu)招标(biao)合格名(ming)单……全球储能(neng)锂电池(shi)出货量，中国(guo)企(qi)业占比高达90%。
“储能(neng)是一个全球‘同(tong)频共振’的行业。”田维强说，“想要推进能(neng)源转型(xing)，储能(neng)是必备的配套产业，因此(ci)无论国(guo)内外都保持强劲的增长势头。”
压气储能(neng)：“空气充电宝”的扩容探索
湖北(bei)应城郊外，8个直径约19米的巨大(da)球罐(guan)整(zheng)齐排列。每个球罐(guan)下方的井(jing)筒，都连接着地下600米处，利用天然盐穴建造的70万立(li)方米的储气库，每小时最多可容纳2880吨空气出入，约等于48节高铁车厢的重(zhong)量。
储电、发电，就在这巨量的“一呼一吸”间(jian)完成。
空气看不见摸不着，到(dao)底如何储存能(neng)量？中国(guo)能(neng)源建设集团有限(xian)公(gong)司（以下简称“中国(guo)能(neng)建”）一级管理专家李峻给记者(zhe)打了个生动的比方：“用电低谷时，富(fu)余的电能(neng)驱动‘打气筒’，将空气压缩至‘轮胎’里形成高压状态。”
这里的“轮胎”，就是盐穴、人工硐室等密封储气库。空气压缩过程中产生的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐(guan)中。用电高峰时，储气库会释放所储存的高压空气、储热罐(guan)释放所储存的热量。这时，高压空气被加热，使其具有极大(da)的膨胀力来驱动空气透平发电机组，就像吹动风电机组的“大(da)风车”一样，产生电能(neng)向电网供电。
正是在应城，今年1月(yue)9日(ri)，中国(guo)能(neng)建投资建设的全球首座300兆瓦压缩空气储能(neng)示范工程“能(neng)储一号”全容量并网发电，创下单机功率、储能(neng)规模和转换(huan)效率三(san)个世(shi)界(jie)纪录。
单机功率300兆瓦是什么概(gai)念？“我(wo)们把‘能(neng)储一号’当成一个巨大(da)的充电宝，可以给一整(zheng)个中小型(xing)城市持续供电5小时。”李峻说明。在此(ci)之前(qian)，压气储能(neng)的建设规模徘徊在几十兆瓦区间(jian)，已投入商运最高的是60兆瓦的江苏金坛项(xiang)目(mu)。300兆瓦的项(xiang)目(mu)在设备定制、工程施工等方面，全世(shi)界(jie)均(jun)无先例可供参考。
谈起为何主动选择“啃硬骨头”，研发如此(ci)大(da)功率、大(da)容量的压气储能(neng)项(xiang)目(mu)，李峻告诉(su)记者(zhe)：想要调节整(zheng)个区域电网的电力波动，需要储能(neng)达到(dao)一定规模。而同(tong)样作(zuo)为长时大(da)容量储能(neng)，压气储能(neng)比抽水蓄能(neng)选址更(geng)灵活、建设周期更(geng)短；且300兆瓦级可有效降低工程造价、提升转换(huan)效率、带(dai)动传统装备制造转型(xing)升级，特别(bie)是便于电网灵活性调配。
值得一提的是，目(mu)前(qian)世(shi)界(jie)上大(da)部分(fen)已投运的盐穴型(xing)压气储能(neng)电站，在发电环节都需要额外的化(hua)石能(neng)源来加热空气，这个过程叫“补燃”，污(wu)染(ran)以及热量损失不可避免。而“能(neng)储一号”在热量收集利用环节集中攻关(guan)，首次(ci)通(tong)过内循环实现了“非补燃”，不需要任何化(hua)石燃料，因此(ci)不产生任何污(wu)染(ran)——走进湖北(bei)应城厂区，看不到(dao)粉尘漫天，“都是干干净净的”。
“不仅无污(wu)染(ran)，大(da)自然空气进入我(wo)们电站系统，经过温(wen)度压力的变化(hua)，甚至还能(neng)得到(dao)过滤，去(qu)掉(diao)一些粉尘杂质。”中国(guo)能(neng)建数科集团总经济师李军告诉(su)记者(zhe)，“相当于一个‘大(da)型(xing)空气净化(hua)器’！”
作(zuo)为多领域攻关(guan)成果的聚合，“能(neng)储一号”的优势还不止于此(ci)。
湖北(bei)应城作(zuo)为中部地区最大(da)盐业储备基地，地下盐穴溶腔(qiang)有4000余万立(li)方米。过去(qu)为保持地质稳定，需要注(zhu)水实现压力平衡。“现在，我(wo)们将盐矿开采留下的废弃空腔(qiang)开发成储气库，”中国(guo)能(neng)建数科集团技术总监商浩亮指出，“既降低了安全风险(xian)与维护成本，也是将传统产业‘再激(ji)活’。”
据(ju)了解，天然盐穴在湖北(bei)、江苏、山东、江西、云南等省份(fen)都有广泛分(fen)布，传统开发的盐穴储气库，多采用单井(jing)单腔(qiang)模式，但中国(guo)的实际情况(kuang)是90%以上盐穴资源属于水平对(dui)接和压裂连通(tong)类型(xing)，地质条件更(geng)为复杂。“能(neng)储一号”的成功验证，极具推广价值，可有效推动我(wo)国(guo)90%以上的盐穴资源再利用。“这是重(zhong)大(da)的突破，相当于把沉睡的资源盘活了！”商浩亮说。
而在天然盐穴较少的地区，专家们探索出建造地下人工硐室储气、熔盐参与储热的解决方案。在甘肃(su)酒(jiu)泉，同(tong)样300兆瓦装机容量，另一个世(shi)界(jie)首创——全球首个地下人工硐室型(xing)压缩空气储能(neng)项(xiang)目(mu)正在施工。
如今，压气储能(neng)技术路线(xian)逐渐打通(tong)，在能(neng)源清洁化(hua)、低碳化(hua)的全球浪潮下，压气储能(neng)的市场前(qian)景无限(xian)宽广。李军向记者(zhe)透露：并网以来，已经有美国(guo)、荷兰、南非等国(guo)投资方或能(neng)源主管部门(men)对(dui)“能(neng)储一号”表达了兴趣(qu)；虽然多国(guo)有过相关(guan)研究与实践，但真正让“非补燃”的先进技术路线(xian)工程化(hua)落地，中国(guo)还是头一个。
“未来，我(wo)们希翼以技术为核心，向世(shi)界(jie)输出包(bao)含上下游产业链的整(zheng)体方案，让压气储能(neng)成为中国(guo)绿色能(neng)源的一张(zhang)名(ming)片。”他(ta)说。
飞轮储能(neng)：短时高频，稳压节能(neng)
长时大(da)容量储能(neng)是能(neng)源转型(xing)的关(guan)键，短时高频次(ci)储能(neng)同(tong)样拥有丰富(fu)的应用场景。其中的代表就是飞轮储能(neng)。
武汉(han)光谷生态大(da)走廊(lang)，一列通(tong)体湛蓝(lan)的列车“光子号”悬在轨道下方平稳滑过，宛如科幻影片中的未来载具。每当列车减速驶入站台，一套看不见的“能(neng)量魔术”就悄然上演。
制动时，惯性产生的电能(neng)涌入配电室内的飞轮储能(neng)装置，碳纤(xian)维材料制成的飞轮转子以每分(fen)钟36000转的惊人速度疾旋(xuan)，将电能(neng)转化(hua)为动能(neng)暂存；而当列车再次(ci)启动，飞轮变为发电机模式，将暂存的动能(neng)转化(hua)为电能(neng)，为列车供电。
“这是全球首条全线(xian)应用飞轮储能(neng)型(xing)再生制动能(neng)量地面系统的空轨线(xian)路。”“光子号”所使用飞轮储能(neng)系统的开发厂商——盾石磁能(neng)科技有限(xian)责任公(gong)司（以下简称“盾石磁能(neng)”）的市场销(xiao)售负责人李蕊(rui)先容。
“作(zuo)为空中悬挂(gua)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(neng)量可以牵引(yin)列车到(dao)临近(jin)车站疏散乘客，给安全运营提供更(geng)多保障”。
除了“光子号”，盾石磁能(neng)开发的飞轮储能(neng)系统还在北(bei)京地铁房山线(xian)、六号线(xian)等地面轨道得到(dao)应用，飞轮储能(neng)系统能(neng)够响(xiang)应距离20公(gong)里内轨道线(xian)路上的整(zheng)体网压波动，进行持续频繁快速的充放电，起到(dao)节能(neng)减排、稳定网压的作(zuo)用。
“在飞轮储能(neng)应用之前(qian)，业内一般(ban)用电阻，将列车制动时产生的能(neng)量转化(hua)为热能(neng)消耗掉(diao)，但噪声(sheng)扰民问(wen)题严重(zhong)，还存在火灾(zai)风险(xian)。”李蕊(rui)说明，“后来又采用了中压能(neng)馈技术，将吸取的能(neng)量反馈到(dao)交流电网，虽然有了一定的节能(neng)作(zuo)用，但同(tong)时带(dai)来了对(dui)交流电网的谐(xie)波污(wu)染(ran)问(wen)题，也无法为用电方节省电费支出。”
而投入飞轮储能(neng)装置后，据(ju)盾石磁能(neng)公(gong)开数据(ju)，北(bei)京地铁房山线(xian)1MW飞轮储能(neng)系统每天大(da)约可节约1500度电，平均(jun)节电率23%；电压波动也从应用前(qian)的700伏到(dao)928伏，变为投入飞轮后的750伏到(dao)900伏，稳压效果明(ming)显(xian)。
为何飞轮储能(neng)在轨道交通(tong)中得到(dao)越(yue)来越(yue)多的应用？
“首先，不同(tong)于大(da)家更(geng)熟悉的长时间(jian)、大(da)容量的电化(hua)学(xue)储能(neng)等，飞轮储能(neng)属于功率型(xing)储能(neng)，也就是短时高频次(ci)充放电。”李蕊(rui)说明。地铁等轨道交通(tong)发车频率高，几分(fen)钟一趟，电网波动频繁，这要求储能(neng)装置每小时要完成几百次(ci)充放电，长时储能(neng)难以胜任。
此(ci)外，飞轮储能(neng)作(zuo)为物理储能(neng)技术，安全性更(geng)为突出。“现有储能(neng)技术里，飞轮储能(neng)是唯一没有火灾(zai)、爆炸、有毒风险(xian)的储能(neng)技术，更(geng)加可靠环保”。
据(ju)李蕊(rui)先容，不同(tong)于行业内更(geng)多厂家使用的钢制转子，盾石磁能(neng)的飞轮产品转子用了质量更(geng)轻、韧性更(geng)高的碳纤(xian)维复合材料，采用先进的被动磁悬浮(fu)轴承。这样一来，碳纤(xian)维复合材料转子的飞轮产品通(tong)过提升转速而非质量来增加存储能(neng)量，响(xiang)应速度、安全性、使用寿命以及安装难度、维护保养各方面特性优势更(geng)加突出，更(geng)适用于轨道交通(tong)领域。
除了轨道交通(tong)，飞轮储能(neng)还可应用于其他(ta)对(dui)电能(neng)稳定性有高要求的场景，包(bao)括数据(ju)中心的UPS（不间(jian)断）电源，防(fang)止计算机数据(ju)丢失，还有石油钻井(jing)平台的钻机势能(neng)回收再利用等。
当前(qian)，储能(neng)行业迎(ying)来快速发展(zhan)阶段，各种新型(xing)储能(neng)技术遍地开花，不同(tong)功能(neng)的“超级充电宝”正八仙过海、各显(xian)其能(neng)。“任何一种储能(neng)技术都有适用的场景，”李蕊(rui)告诉(su)记者(zhe)，“关(guan)键在于根据(ju)场景选择合适的技术。”