中国能建的技术人员在测量调试。
中国能建湖北应城压气储能项目储热(re)罐。
江苏(su)远信(xin)西(xi)藏岗巴光储示(shi)范项目。受(shou)访企业(ye)供图(tu)
伴(ban)随(sui)能源转型加速，全球可再(zai)生能源占比突破30%，如何破解(jie)风、光发电的“看天吃饭”难题？海上平台，石油钻机升降起落，如何回收再(zai)利用大量势能？基础设施薄弱地区发展，如何保障家庭、工厂的电力稳(wen)定供应……
这些问题都能从新(xin)型储能中找到答案。新(xin)型储能是(shi)指除抽水(shui)蓄能外，以(yi)输出电力为(wei)主要形式的储能技术。国际上常称储能为(wei)能源转型的“瑞士(shi)军刀”，以(yi)形容其(qi)功能的全面性，还有不少(shao)人称呼它为(wei)“超级充电宝”。
2024年(nian)，“发展新(xin)型储能”首次写入中国政府工作报告。2025年(nian)2月(yue)，工业(ye)和信(xin)息化部等八(ba)部门又发文推(tui)动新(xin)型储能制造业(ye)高(gao)质量发展。新(xin)型储能为(wei)何受(shou)到关注(zhu)？“新(xin)”在何处？有哪些应用场景？记者就(jiu)此进行了采访。
锂电池储能：让电网更有“弹性”
2024年(nian)夏天，酷暑高(gao)温，江苏(su)省迎来一(yi)场储能“大考”。当时(shi)的情况，协鑫能源科技股份有限企业（以(yi)下(xia)简(jian)称“协鑫”）的副总裁牛曙斌还历历在目。
“多重因素叠加下(xia)，情况十分紧迫。”他告诉记者，“一(yi)是(shi)江苏(su)遇到65年(nian)来最强持续(xu)高(gao)温，电力需求远超预期(qi)；二是(shi)江苏(su)电网中新(xin)能源占比逐步升高(gao)，历史性首次超过(guo)煤电，而风力、光伏发电受(shou)自然条件影响，不可避免地具(ju)有间歇(xie)性、波动性、分布不均等问题。”
换句话说，新(xin)能源占比越(yue)大，电力系(xi)统的安全稳(wen)定越(yue)受(shou)到挑战，也越(yue)需要完善以(yi)新(xin)型储能为(wei)代(dai)表的电力系(xi)统调节机制。
江苏(su)作为(wei)制造业(ye)大省，一(yi)旦电力供应不稳(wen)导致拉闸(zha)限电，社会生产(chan)与居民生活将(jiang)受(shou)严重影响，损失难以(yi)估量。为(wei)此，在江苏(su)省充放电价差、顶峰补贴、调用次数保障等系(xi)列政策下(xia)，多家企业(ye)承诺：在7月(yue)15日前建成投产(chan)一(yi)批电网侧锂电池储能项目。而协鑫揽下(xia)11个项目，冲(chong)在保供队伍最前面。
“工期(qi)只(zhi)有短短4个月(yue)，大家紧锣密鼓，成立专(zhuan)项小(xiao)组，安排不同项目滚(gun)动推(tui)进，经验相互借鉴……”牛曙斌回忆。
经过(guo)努力，高(gao)温袭来前，所有储能项目如期(qi)并网投运。一(yi)座座锂电池储能电站像(xiang)“超级充电宝”，用电波谷时(shi)段蓄电、用电波峰时(shi)段放电，每天“两充两放”，顺利完成电力保供。
“能打赢这场迎峰度(du)夏的攻坚战，储能起到了‘定海神针(zhen)’的作用。”牛曙斌感叹(tan)。有了锂电池储能电站的调节，让电网“更具(ju)弹性”。
大显神通的储能锂电池究竟长什么(me)样子？如何发挥作用？
记者来到位于镇江市的江苏(su)远信(xin)储能技术有限企业（以(yi)下(xia)简(jian)称“江苏(su)远信(xin)”）厂区，在这里，一(yi)块块锂电池被集(ji)成、封装，经过(guo)严密的安全测试，最终装进一(yi)排排集(ji)装箱式的储能舱，完成系(xi)统调试后(hou)交(jiao)付运输。
“以(yi)大家5兆瓦时(shi)的液冷储能系(xi)统为(wei)例(li)，每个储能柜内会用到4992块电池。”江苏(su)远信(xin)总经理田维强告诉记者。据他先容，这些电池和新(xin)能源汽车动力电池的材料和工艺相似，但储能更加注(zhu)重电池的高(gao)安全性、低成本和长寿命。
“为(wei)此，大家为(wei)每个电池包配备了液冷、消(xiao)防、电池管理、能量管理等系(xi)统，实时(shi)监控(kong)每一(yi)块电池的健康状态，确(que)保电池的工作环境，提高(gao)系(xi)统循环寿命。”田维强说。
“动力电池经过(guo)多年(nian)发展已走向成熟，无限接近标准(zhun)品，往往是(shi)批量生产(chan)；但储能多属于定制化产(chan)品——像(xiang)大家已经成功交(jiao)付的新(xin)疆和田、西(xi)藏岗巴的光伏配储项目，都要根据海拔、空气湿度(du)、占地面积、应用场景等要素定制方案。”田维强补充说。
不只(zhi)布局国内的“用电大省”与新(xin)能源富集(ji)的“沙(sha)戈荒”地区，在市场需求、盈利空间等因素的驱动下(xia)，中国锂电池储能厂商(shang)还纷纷将(jiang)视野投向海外。
2024年(nian)5月(yue)，江苏(su)远信(xin)与南非可再(zai)生能源集(ji)团Veers Group共同成立合资企业(ye)，在南非开发和部署创新(xin)的可再(zai)生能源解(jie)决方案；2024年(nian)12月(yue)，远景储能与法国电力企业EDF签(qian)约，将(jiang)为(wei)南非3个储能项目提供电池储能系(xi)统；同月(yue)，阳光电源与菲律宾上市企业(ye)签(qian)下(xia)迄今为(wei)止东南亚(ya)最大储能系(xi)统订单；2025年(nian)1月(yue)，协鑫入选沙(sha)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(ye)占比高(gao)达90%。
“储能是(shi)一(yi)个全球‘同频共振(zhen)’的行业(ye)。”田维强说，“想要推(tui)进能源转型，储能是(shi)必备的配套(tao)产(chan)业(ye)，因此无论国内外都保持强劲的增长势头。”
压气储能：“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。每个球罐下(xia)方的井(jing)筒，都连接着地下(xia)600米处，利用天然盐穴建造的70万立方米的储气库，每小(xiao)时(shi)最多可容纳2880吨空气出入，约等于48节高(gao)铁(tie)车厢(xiang)的重量。
储电、发电，就(jiu)在这巨量的“一(yi)呼一(yi)吸”间完成。
空气看不见摸不着，到底如何储存能量？中国能源建设集(ji)团有限企业（以(yi)下(xia)简(jian)称“中国能建”）一(yi)级管理专(zhuan)家李峻给记者打了个生动的比方：“用电低谷时(shi)，富余的电能驱动‘打气筒’，将(jiang)空气压缩至‘轮胎’里形成高(gao)压状态。”
这里的“轮胎”，就(jiu)是(shi)盐穴、人工硐室等密封储气库。空气压缩过(guo)程中产(chan)生的热(re)量，则以(yi)热(re)水(shui)、熔盐等形态储存在地面的储热(re)罐中。用电高(gao)峰时(shi)，储气库会释放所储存的高(gao)压空气、储热(re)罐释放所储存的热(re)量。这时(shi)，高(gao)压空气被加热(re)，使其(qi)具(ju)有极大的膨胀力来驱动空气透平发电机组，就(jiu)像(xiang)吹动风电机组的“大风车”一(yi)样，产(chan)生电能向电网供电。
正(zheng)是(shi)在应城，今年(nian)1月(yue)9日，中国能建投资建设的全球首座300兆瓦压缩空气储能示(shi)范工程“能储一(yi)号”全容量并网发电，创下(xia)单机功率、储能规(gui)模和转换效(xiao)率三个世界(jie)纪录(lu)。
单机功率300兆瓦是(shi)什么(me)概念？“大家把‘能储一(yi)号’当成一(yi)个巨大的充电宝，可以(yi)给一(yi)整个中小(xiao)型城市持续(xu)供电5小(xiao)时(shi)。”李峻解(jie)释。在此之前，压气储能的建设规(gui)模徘徊在几(ji)十兆瓦区间，已投入商(shang)运最高(gao)的是(shi)60兆瓦的江苏(su)金坛项目。300兆瓦的项目在设备定制、工程施工等方面，全世界(jie)均无先例(li)可供参考。
谈起为(wei)何主动选择“啃硬骨头”，研发如此大功率、大容量的压气储能项目，李峻告诉记者：想要调节整个区域(yu)电网的电力波动，需要储能达到一(yi)定规(gui)模。而同样作为(wei)长时(shi)大容量储能，压气储能比抽水(shui)蓄能选址更灵活、建设周期(qi)更短；且300兆瓦级可有效(xiao)降低工程造价、提升转换效(xiao)率、带动传统装备制造转型升级，特别是(shi)便于电网灵活性调配。
值得一(yi)提的是(shi)，目前世界(jie)上大部分已投运的盐穴型压气储能电站，在发电环节都需要额外的化石能源来加热(re)空气，这个过(guo)程叫“补燃(ran)”，污染以(yi)及(ji)热(re)量损失不可避免。而“能储一(yi)号”在热(re)量收集(ji)利用环节集(ji)中攻关，首次通过(guo)内循环实现了“非补燃(ran)”，不需要任何化石燃(ran)料，因此不产(chan)生任何污染——走进湖北应城厂区，看不到粉尘(chen)漫天，“都是(shi)干干净净的”。
“不仅无污染，大自然空气进入大家电站系(xi)统，经过(guo)温度(du)压力的变化，甚至还能得到过(guo)滤，去掉一(yi)些粉尘(chen)杂质。”中国能建数科集(ji)团总经济(ji)师李军告诉记者，“相当于一(yi)个‘大型空气净化器’！”
作为(wei)多领域(yu)攻关成果的聚(ju)合，“能储一(yi)号”的优势还不止于此。
湖北应城作为(wei)中部地区最大盐业(ye)储备基地，地下(xia)盐穴溶腔有4000余万立方米。过(guo)去为(wei)保持地质稳(wen)定，需要注(zhu)水(shui)实现压力平衡。“现在，大家将(jiang)盐矿开采留下(xia)的废(fei)弃空腔开发成储气库，”中国能建数科集(ji)团技术总监商(shang)浩(hao)亮指出，“既降低了安全风险与维护成本，也是(shi)将(jiang)传统产(chan)业(ye)‘再(zai)激活’。”
据了解(jie)，天然盐穴在湖北、江苏(su)、山东、江西(xi)、云南等省份都有广泛(fan)分布，传统开发的盐穴储气库，多采用单井(jing)单腔模式，但中国的实际情况是(shi)90%以(yi)上盐穴资源属于水(shui)平对(dui)接和压裂连通类型，地质条件更为(wei)复杂。“能储一(yi)号”的成功验证，极具(ju)推(tui)广价值，可有效(xiao)推(tui)动我国90%以(yi)上的盐穴资源再(zai)利用。“这是(shi)重大的突破，相当于把沉睡的资源盘活了！”商(shang)浩(hao)亮说。
而在天然盐穴较少(shao)的地区，专(zhuan)家们探索出建造地下(xia)人工硐室储气、熔盐参与储热(re)的解(jie)决方案。在甘(gan)肃(su)酒泉，同样300兆瓦装机容量，另一(yi)个世界(jie)首创——全球首个地下(xia)人工硐室型压缩空气储能项目正(zheng)在施工。
如今，压气储能技术路线逐渐打通，在能源清洁化、低碳化的全球浪潮下(xia)，压气储能的市场前景无限宽(kuan)广。李军向记者透露：并网以(yi)来，已经有美国、荷兰、南非等国投资方或能源主管部门对(dui)“能储一(yi)号”表达了兴趣；虽然多国有过(guo)相关研究与实践，但真(zhen)正(zheng)让“非补燃(ran)”的先进技术路线工程化落地，中国还是(shi)头一(yi)个。
“未来，大家希翼以(yi)技术为(wei)核心，向世界(jie)输出包含上下(xia)游产(chan)业(ye)链的整体方案，让压气储能成为(wei)中国绿色能源的一(yi)张名片(pian)。”他说。
飞轮储能：短时(shi)高(gao)频，稳(wen)压节能
长时(shi)大容量储能是(shi)能源转型的关键，短时(shi)高(gao)频次储能同样拥(yong)有丰富的应用场景。其(qi)中的代(dai)表就(jiu)是(shi)飞轮储能。
武汉光谷生态大走廊，一(yi)列通体湛蓝的列车“光子号”悬在轨道下(xia)方平稳(wen)滑过(guo)，宛如科幻(huan)影片中的未来载具(ju)。每当列车减(jian)速驶(shi)入站台，一(yi)套(tao)看不见的“能量魔术”就(jiu)悄然上演。
制动时(shi)，惯性产(chan)生的电能涌(yong)入配电室内的飞轮储能装置，碳纤维材料制成的飞轮转子以(yi)每分钟36000转的惊人速度(du)疾旋，将(jiang)电能转化为(wei)动能暂存；而当列车再(zai)次启动，飞轮变为(wei)发电机模式，将(jiang)暂存的动能转化为(wei)电能，为(wei)列车供电。
“这是(shi)全球首条全线应用飞轮储能型再(zai)生制动能量地面系(xi)统的空轨线路。”“光子号”所使用飞轮储能系(xi)统的开发厂商(shang)——盾石磁能科技有限责任企业（以(yi)下(xia)简(jian)称“盾石磁能”）的市场销售负责人李蕊先容。
“作为(wei)空中悬挂式轨道，如果供电系(xi)统故障，乘客困在空中无法撤离，飞轮储存的能量可以(yi)牵引列车到临近车站疏散乘客，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(xi)统还在北京地铁(tie)房山线、六号线等地面轨道得到应用，飞轮储能系(xi)统能够(gou)响应距离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，起到节能减(jian)排、稳(wen)定网压的作用。
“在飞轮储能应用之前，业(ye)内一(yi)般(ban)用电阻(zu)，将(jiang)列车制动时(shi)产(chan)生的能量转化为(wei)热(re)能消(xiao)耗掉，但噪声扰民问题严重，还存在火灾风险。”李蕊解(jie)释，“后(hou)来又采用了中压能馈技术，将(jiang)吸取的能量反(fan)馈到交(jiao)流(liu)电网，虽然有了一(yi)定的节能作用，但同时(shi)带来了对(dui)交(jiao)流(liu)电网的谐波污染问题，也无法为(wei)用电方节省电费支出。”
而投入飞轮储能装置后(hou)，据盾石磁能公开数据，北京地铁(tie)房山线1MW飞轮储能系(xi)统每天大约可节约1500度(du)电，平均节电率23%；电压波动也从应用前的700伏到928伏，变为(wei)投入飞轮后(hou)的750伏到900伏，稳(wen)压效(xiao)果明显。
为(wei)何飞轮储能在轨道交(jiao)通中得到越(yue)来越(yue)多的应用？
“首先，不同于大家更熟悉的长时(shi)间、大容量的电化学储能等，飞轮储能属于功率型储能，也就(jiu)是(shi)短时(shi)高(gao)频次充放电。”李蕊解(jie)释。地铁(tie)等轨道交(jiao)通发车频率高(gao)，几(ji)分钟一(yi)趟，电网波动频繁，这要求储能装置每小(xiao)时(shi)要完成几(ji)百次充放电，长时(shi)储能难以(yi)胜任。
此外，飞轮储能作为(wei)物理储能技术，安全性更为(wei)突出。“现有储能技术里，飞轮储能是(shi)唯一(yi)没有火灾、爆炸、有毒风险的储能技术，更加可靠(kao)环保”。
据李蕊先容，不同于行业(ye)内更多厂家使用的钢制转子，盾石磁能的飞轮产(chan)品转子用了质量更轻(qing)、韧(ren)性更高(gao)的碳纤维复合材料，采用先进的被动磁悬浮轴(zhou)承。这样一(yi)来，碳纤维复合材料转子的飞轮产(chan)品通过(guo)提升转速而非质量来增加存储能量，响应速度(du)、安全性、使用寿命以(yi)及(ji)安装难度(du)、维护保养各(ge)方面特性优势更加突出，更适用于轨道交(jiao)通领域(yu)。
除了轨道交(jiao)通，飞轮储能还可应用于其(qi)他对(dui)电能稳(wen)定性有高(gao)要求的场景，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(jing)平台的钻机势能回收再(zai)利用等。
当前，储能行业(ye)迎来快速发展阶段，各(ge)种新(xin)型储能技术遍地开花(hua)，不同功能的“超级充电宝”正(zheng)八(ba)仙过(guo)海、各(ge)显其(qi)能。“任何一(yi)种储能技术都有适用的场景，”李蕊告诉记者，“关键在于根据场景选择合适的技术。”（本报记者 霍旻含）
《人民日报海外版(ban)》（2025年(nian)03月(yue)21日 第 10 版(ban)）
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