中国能(neng)建的技术人(ren)员在测(ce)量调(diao)试。
中国能(neng)建湖北应城压气储能(neng)项目储热罐。
江苏远信西(xi)藏岗巴光储示(shi)范项目。 受访(fang)企业(ye)供图
伴随能(neng)源转型加速，全球可再生(sheng)能(neng)源占比突破30%，如何(he)破解风、光发(fa)电的“看天吃饭”难题？海上平台，石油钻机升降(jiang)起落，如何(he)回(hui)收再利用大量势能(neng)？基础设(she)施薄弱地区发(fa)展，如何(he)保障家(jia)庭、工厂的电力稳定(ding)供应……
这些问(wen)题都能(neng)从新(xin)型储能(neng)中找(zhao)到答案。新(xin)型储能(neng)是指除抽水蓄能(neng)外，以输出电力为主要(yao)形式的储能(neng)技术。国际上常称储能(neng)为能(neng)源转型的“瑞士军(jun)刀”，以形容其功能(neng)的全面(mian)性，还有不少人(ren)称呼它为“超级充电宝”。
2024年，“发(fa)展新(xin)型储能(neng)”首次写入中国政府工作报告。2025年2月，工业(ye)和信息化部等八部门又发(fa)文(wen)推动新(xin)型储能(neng)制造业(ye)高质量发(fa)展。新(xin)型储能(neng)为何(he)受到关注？“新(xin)”在何(he)处(chu)？有哪些应用场景？记者就此进行了采访(fang)。
锂(li)电池储能(neng)：让电网更有“弹性”
2024年夏(xia)天，酷暑(shu)高温，江苏省迎来一场储能(neng)“大考”。当时(shi)的情(qing)况，协鑫能(neng)源科技股份有限企业（以下简(jian)称“协鑫”）的副总裁牛曙斌还历历在目。
“多重因素叠加下，情(qing)况十分紧迫。”他告诉记者，“一是江苏遇到65年来最强持续高温，电力需求远超预期；二是江苏电网中新(xin)能(neng)源占比逐步升高，历史性首次超过煤电，而风力、光伏发(fa)电受自然(ran)条件影响，不可避免地具有间歇性、波动性、分布不均等问(wen)题。”
换(huan)句话(hua)说(shuo)，新(xin)能(neng)源占比越大，电力系统(tong)的安全稳定(ding)越受到挑战，也越需要(yao)完善以新(xin)型储能(neng)为代(dai)表的电力系统(tong)调(diao)节机制。
江苏作为制造业(ye)大省，一旦电力供应不稳导致(zhi)拉闸限电，社(she)会生(sheng)产与(yu)居(ju)民生(sheng)活将受严重影响，损失难以估量。为此，在江苏省充放电价差、顶峰补贴、调(diao)用次数保障等系列政策下，多家(jia)企业(ye)承诺(nuo)：在7月15日前建成投(tou)产一批电网侧锂(li)电池储能(neng)项目。而协鑫揽下11个项目，冲在保供队伍最前面(mian)。
“工期只(zhi)有短短4个月，大家紧锣密鼓，成立专项小组，安排不同项目滚(gun)动推进，经验(yan)相互借鉴(jian)……”牛曙斌回(hui)忆。
经过努力，高温袭来前，所有储能(neng)项目如期并网投(tou)运。一座座锂(li)电池储能(neng)电站像“超级充电宝”，用电波谷时(shi)段(duan)蓄电、用电波峰时(shi)段(duan)放电，每(mei)天“两充两放”，顺利完成电力保供。
“能(neng)打(da)赢这场迎峰度夏(xia)的攻(gong)坚战，储能(neng)起到了‘定(ding)海神针(zhen)’的作用。”牛曙斌感叹。有了锂(li)电池储能(neng)电站的调(diao)节，让电网“更具弹性”。
大显(xian)神通的储能(neng)锂(li)电池究竟(jing)长什么样子？如何(he)发(fa)挥作用？
记者来到位于(yu)镇江市的江苏远信储能(neng)技术有限企业（以下简(jian)称“江苏远信”）厂区，在这里，一块块锂(li)电池被集(ji)成、封装，经过严密的安全测(ce)试，最终装进一排排集(ji)装箱式的储能(neng)舱，完成系统(tong)调(diao)试后交付运输。
“以大家5兆瓦时(shi)的液冷储能(neng)系统(tong)为例(li)，每(mei)个储能(neng)柜内会用到4992块电池。”江苏远信总经理田维强告诉记者。据他先容，这些电池和新(xin)能(neng)源汽车动力电池的材料(liao)和工艺相似，但储能(neng)更加注重电池的高安全性、低成本(ben)和长寿(shou)命。
“为此，大家为每(mei)个电池包配备了液冷、消防、电池管(guan)理、能(neng)量管(guan)理等系统(tong)，实时(shi)监控每(mei)一块电池的健康状态，确保电池的工作环境，提高系统(tong)循环寿(shou)命。”田维强说(shuo)。
“动力电池经过多年发(fa)展已走向成熟，无限接近标准品，往往是批量生(sheng)产；但储能(neng)多属(shu)于(yu)定(ding)制化产品——像大家已经成功交付的新(xin)疆和田、西(xi)藏岗巴的光伏配储项目，都要(yao)根据海拔、空气湿(shi)度、占地面(mian)积、应用场景等要(yao)素定(ding)制方案。”田维强补充说(shuo)。
不只(zhi)布局(ju)国内的“用电大省”与(yu)新(xin)能(neng)源富集(ji)的“沙戈(ge)荒”地区，在市场需求、盈利空间等因素的驱(qu)动下，中国锂(li)电池储能(neng)厂商还纷纷将视野投(tou)向海外。
2024年5月，江苏远信与(yu)南非可再生(sheng)能(neng)源集(ji)团Veers Group共同成立合资企业(ye)，在南非开发(fa)和部署创新(xin)的可再生(sheng)能(neng)源解决方案；2024年12月，远景储能(neng)与(yu)法国电力企业EDF签约，将为南非3个储能(neng)项目提供电池储能(neng)系统(tong)；同月，阳光电源与(yu)菲律宾(bin)上市企业(ye)签下迄今为止东南亚最大储能(neng)系统(tong)订单(dan)；2025年1月，协鑫入选沙特(te)电力采购企业储能(neng)项目招标合格名单(dan)……全球储能(neng)锂(li)电池出货量，中国企业(ye)占比高达90%。
“储能(neng)是一个全球‘同频共振’的行业(ye)。”田维强说(shuo)，“想(xiang)要(yao)推进能(neng)源转型，储能(neng)是必备的配套(tao)产业(ye)，因此无论国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
湖北应城郊外，8个直径约19米的巨大球罐整齐排列。每(mei)个球罐下方的井筒，都连接着地下600米处(chu)，利用天然(ran)盐穴(xue)建造的70万立方米的储气库，每(mei)小时(shi)最多可容纳2880吨空气出入，约等于(yu)48节高铁车厢的重量。
储电、发(fa)电，就在这巨量的“一呼一吸”间完成。
空气看不见摸(mo)不着，到底如何(he)储存能(neng)量？中国能(neng)源建设(she)集(ji)团有限企业（以下简(jian)称“中国能(neng)建”）一级管(guan)理专家(jia)李峻给记者打(da)了个生(sheng)动的比方：“用电低谷时(shi)，富余的电能(neng)驱(qu)动‘打(da)气筒’，将空气压缩至‘轮(lun)胎’里形成高压状态。”
这里的“轮(lun)胎”，就是盐穴(xue)、人(ren)工硐(dong)室等密封储气库。空气压缩过程中产生(sheng)的热量，则以热水、熔盐等形态储存在地面(mian)的储热罐中。用电高峰时(shi)，储气库会释放所储存的高压空气、储热罐释放所储存的热量。这时(shi)，高压空气被加热，使其具有极大的膨胀力来驱(qu)动空气透平发(fa)电机组，就像吹(chui)动风电机组的“大风车”一样，产生(sheng)电能(neng)向电网供电。
正是在应城，今年1月9日，中国能(neng)建投(tou)资建设(she)的全球首座300兆瓦压缩空气储能(neng)示(shi)范工程“能(neng)储一号”全容量并网发(fa)电，创下单(dan)机功率、储能(neng)规模和转换(huan)效率三个世界纪录(lu)。
单(dan)机功率300兆瓦是什么概念？“大家把‘能(neng)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供电5小时(shi)。”李峻说明。在此之前，压气储能(neng)的建设(she)规模徘徊(huai)在几十兆瓦区间，已投(tou)入商运最高的是60兆瓦的江苏金坛项目。300兆瓦的项目在设(she)备定(ding)制、工程施工等方面(mian)，全世界均无先例(li)可供参考。
谈起为何(he)主动选择(ze)“啃硬骨头”，研(yan)发(fa)如此大功率、大容量的压气储能(neng)项目，李峻告诉记者：想(xiang)要(yao)调(diao)节整个区域(yu)电网的电力波动，需要(yao)储能(neng)达到一定(ding)规模。而同样作为长时(shi)大容量储能(neng)，压气储能(neng)比抽水蓄能(neng)选址更灵活、建设(she)周期更短；且300兆瓦级可有效降(jiang)低工程造价、提升转换(huan)效率、带动传统(tong)装备制造转型升级，特(te)别是便于(yu)电网灵活性调(diao)配。
值得一提的是，目前世界上大部分已投(tou)运的盐穴(xue)型压气储能(neng)电站，在发(fa)电环节都需要(yao)额外的化石能(neng)源来加热空气，这个过程叫“补燃”，污染(ran)以及热量损失不可避免。而“能(neng)储一号”在热量收集(ji)利用环节集(ji)中攻(gong)关，首次通过内循环实现了“非补燃”，不需要(yao)任何(he)化石燃料(liao)，因此不产生(sheng)任何(he)污染(ran)——走进湖北应城厂区，看不到粉尘漫(man)天，“都是干干净净的”。
“不仅无污染(ran)，大自然(ran)空气进入大家电站系统(tong)，经过温度压力的变化，甚至还能(neng)得到过滤，去掉一些粉尘杂质。”中国能(neng)建数科集(ji)团总经济师李军(jun)告诉记者，“相当于(yu)一个‘大型空气净化器’！”
作为多领域(yu)攻(gong)关成果的聚合，“能(neng)储一号”的优势还不止于(yu)此。
湖北应城作为中部地区最大盐业(ye)储备基地，地下盐穴(xue)溶腔有4000余万立方米。过去为保持地质稳定(ding)，需要(yao)注水实现压力平衡。“现在，大家将盐矿开采留下的废弃空腔开发(fa)成储气库，”中国能(neng)建数科集(ji)团技术总监商浩亮指出，“既降(jiang)低了安全风险与(yu)维护(hu)成本(ben)，也是将传统(tong)产业(ye)‘再激活’。”
据了解，天然(ran)盐穴(xue)在湖北、江苏、山东、江西(xi)、云南等省份都有广泛分布，传统(tong)开发(fa)的盐穴(xue)储气库，多采用单(dan)井单(dan)腔模式，但中国的实际情(qing)况是90%以上盐穴(xue)资源属(shu)于(yu)水平对接和压裂连通类型，地质条件更为复杂。“能(neng)储一号”的成功验(yan)证，极具推广价值，可有效推动我国90%以上的盐穴(xue)资源再利用。“这是重大的突破，相当于(yu)把沉睡的资源盘活了！”商浩亮说(shuo)。
而在天然(ran)盐穴(xue)较(jiao)少的地区，专家(jia)们探索出建造地下人(ren)工硐(dong)室储气、熔盐参与(yu)储热的解决方案。在甘肃酒泉(quan)，同样300兆瓦装机容量，另一个世界首创——全球首个地下人(ren)工硐(dong)室型压缩空气储能(neng)项目正在施工。
如今，压气储能(neng)技术路线逐渐打(da)通，在能(neng)源清(qing)洁化、低碳化的全球浪潮下，压气储能(neng)的市场前景无限宽广。李军(jun)向记者透露：并网以来，已经有美(mei)国、荷兰、南非等国投(tou)资方或能(neng)源主管(guan)部门对“能(neng)储一号”表达了兴趣；虽然(ran)多国有过相关研(yan)究与(yu)实践(jian)，但真正让“非补燃”的先进技术路线工程化落地，中国还是头一个。
“未来，大家希翼(wang)以技术为核心，向世界输出包含上下游产业(ye)链的整体方案，让压气储能(neng)成为中国绿色能(neng)源的一张名片。”他说(shuo)。
飞轮(lun)储能(neng)：短时(shi)高频，稳压节能(neng)
长时(shi)大容量储能(neng)是能(neng)源转型的关键，短时(shi)高频次储能(neng)同样拥有丰富的应用场景。其中的代(dai)表就是飞轮(lun)储能(neng)。
武汉光谷生(sheng)态大走廊，一列通体湛蓝的列车“光子号”悬在轨道下方平稳滑过，宛如科幻(huan)影片中的未来载具。每(mei)当列车减速驶入站台，一套(tao)看不见的“能(neng)量魔术”就悄然(ran)上演。
制动时(shi)，惯性产生(sheng)的电能(neng)涌(yong)入配电室内的飞轮(lun)储能(neng)装置，碳纤维材料(liao)制成的飞轮(lun)转子以每(mei)分钟36000转的惊人(ren)速度疾旋，将电能(neng)转化为动能(neng)暂存；而当列车再次启动，飞轮(lun)变为发(fa)电机模式，将暂存的动能(neng)转化为电能(neng)，为列车供电。
“这是全球首条全线应用飞轮(lun)储能(neng)型再生(sheng)制动能(neng)量地面(mian)系统(tong)的空轨线路。”“光子号”所使用飞轮(lun)储能(neng)系统(tong)的开发(fa)厂商——盾石磁能(neng)科技有限责任企业（以下简(jian)称“盾石磁能(neng)”）的市场销(xiao)售(shou)负责人(ren)李蕊(rui)先容。
“作为空中悬挂式轨道，如果供电系统(tong)故障，乘(cheng)客困在空中无法撤离，飞轮(lun)储存的能(neng)量可以牵引列车到临近车站疏散(san)乘(cheng)客，给安全运营提供更多保障”。
除了“光子号”，盾石磁能(neng)开发(fa)的飞轮(lun)储能(neng)系统(tong)还在北京地铁房山线、六号线等地面(mian)轨道得到应用，飞轮(lun)储能(neng)系统(tong)能(neng)够响应距离20公里内轨道线路上的整体网压波动，进行持续频繁快速的充放电，起到节能(neng)减排、稳定(ding)网压的作用。
“在飞轮(lun)储能(neng)应用之前，业(ye)内一般用电阻，将列车制动时(shi)产生(sheng)的能(neng)量转化为热能(neng)消耗掉，但噪声(sheng)扰民问(wen)题严重，还存在火(huo)灾风险。”李蕊(rui)说明，“后来又采用了中压能(neng)馈技术，将吸取的能(neng)量反馈到交流电网，虽然(ran)有了一定(ding)的节能(neng)作用，但同时(shi)带来了对交流电网的谐波污染(ran)问(wen)题，也无法为用电方节省电费支出。”
而投(tou)入飞轮(lun)储能(neng)装置后，据盾石磁能(neng)公开数据，北京地铁房山线1MW飞轮(lun)储能(neng)系统(tong)每(mei)天大约可节约1500度电，平均节电率23%；电压波动也从应用前的700伏到928伏，变为投(tou)入飞轮(lun)后的750伏到900伏，稳压效果明显(xian)。
为何(he)飞轮(lun)储能(neng)在轨道交通中得到越来越多的应用？
“首先，不同于(yu)大家(jia)更熟悉的长时(shi)间、大容量的电化学储能(neng)等，飞轮(lun)储能(neng)属(shu)于(yu)功率型储能(neng)，也就是短时(shi)高频次充放电。”李蕊(rui)说明。地铁等轨道交通发(fa)车频率高，几分钟一趟，电网波动频繁，这要(yao)求储能(neng)装置每(mei)小时(shi)要(yao)完成几百次充放电，长时(shi)储能(neng)难以胜任。
此外，飞轮(lun)储能(neng)作为物理储能(neng)技术，安全性更为突出。“现有储能(neng)技术里，飞轮(lun)储能(neng)是唯一没有火(huo)灾、爆炸、有毒风险的储能(neng)技术，更加可靠环保”。
据李蕊(rui)先容，不同于(yu)行业(ye)内更多厂家(jia)使用的钢制转子，盾石磁能(neng)的飞轮(lun)产品转子用了质量更轻、韧性更高的碳纤维复合材料(liao)，采用先进的被动磁悬浮轴承。这样一来，碳纤维复合材料(liao)转子的飞轮(lun)产品通过提升转速而非质量来增加存储能(neng)量，响应速度、安全性、使用寿(shou)命以及安装难度、维护(hu)保养各方面(mian)特(te)性优势更加突出，更适用于(yu)轨道交通领域(yu)。
除了轨道交通，飞轮(lun)储能(neng)还可应用于(yu)其他对电能(neng)稳定(ding)性有高要(yao)求的场景，包括数据中心的UPS（不间断）电源，防止计算机数据丢失，还有石油钻井平台的钻机势能(neng)回(hui)收再利用等。
当前，储能(neng)行业(ye)迎来快速发(fa)展阶段(duan)，各种新(xin)型储能(neng)技术遍(bian)地开花，不同功能(neng)的“超级充电宝”正八仙过海、各显(xian)其能(neng)。“任何(he)一种储能(neng)技术都有适用的场景，”李蕊(rui)告诉记者，“关键在于(yu)根据场景选择(ze)合适的技术。”