关于组织2022年省级专精特新中小企业申报认定和2019年省级专精特新企业审核的通知
06-18
随着新能源替代传统化石能源的能源革命进程加速，储能未来将有巨大的增长空间。
。
其中，具有低成本、规模化、长寿命、绿色环保等优势的压缩空气储能产业已经达到拐点，该技术被认为正在逐步走向主流。
中储能源是中国压缩空气储能领域的开拓者和领导者。
也是国际领先的先进压缩空气储能系统解决方案提供商。
其技术来自中国科学院工程热物理研究所。
根据CNESA发布的《年度国内储能技术提供商新增投运装机容量》排行榜，国能储能集团在新能源领域排名全国第二，在压缩空气能源领域排名全国第一贮存。
高榕资本于2016年投资了中储国能Pre A+轮融资。
近日，我们对话了中国能源研究会储能专委会主任、中关村储能产业技术联盟理事长研究员陈海生和中科院工程热物理研究所，与他畅谈了储能的战略意义、先进压缩空气储能技术的前世今生，以及如何带领团队从前沿推动前沿技术实验室到产业化。
问：中国正在经历历史上最大的储能投资和建设周期，进入储能行业的“黄金时代”。
为什么能源存储在当今具有如此重要的战略意义？陈海生：储能与能源发展进程密切相关。
能源是人类经济和社会发展的基础。
人类的每一次能源革命都伴随着工业革命。
煤炭的广泛使用，使人类进入了蒸汽时代；石油、天然气和电力的广泛使用，推动人类进入电气时代；当今人类正在经历电子信息时代。
在此过程中，能源结构将逐步从化石能源为主体向可再生能源为主体转变。
当今的第三次工业革命和能源革命至少在三个方面对储能提出了巨大的要求。
首先，随着移动互联网时代的到来，除了要求信息的移动互联外，对移动电源也有显着的需求，即便携式储能。
第二大需求来自于交通电气化的发展。
交通电气化不仅是交通发展趋势，还关系到国家能源安全，因为中国约70%的石油依赖进口，其中约50%用于交通领域。
近年来，随着电动汽车等产业的发展，储能需求增长了数十倍。
第三，随着可再生能源的大规模发展，大规模储能需求显着。
今年，我国可再生能源总装机容量已接近12亿千瓦。
特别是在双碳目标下，可再生能源占比将逐年从15%提升至80%。
我们知道，可再生能源的特点之一就是不可控，这就是经常提到的三个特点——间歇性、不稳定性、周期性。
所谓间歇就是有时可用有时不可用；不稳定是指能量状态有时不稳定；还有周期性，比如太阳能白天有，晚上不行，水电旱季少，雨季少。
有很多水期。
对于一个拥有14亿人口的大国来说，要保障能源安全，就必须解决可再生能源的不可控问题。
从根本上来说，必须依靠能量存储来实现平衡。
问：储能在新能源主导的新电力体系中将扮演什么角色？陈海生：随着可再生能源从补充能源向主力能源转变，电力系统也在经历一场革命。
我国电力市场改革的方向非常明确，就是从政府定价逐步走向电力现货市场。
未来，电力现货市场可能会像今天的股票市场一样，电价根据供需情况灵活波动。
峰谷电价差可能会从现在的1：3扩大到最高1：10，甚至出现负电价。
在此背景下，电力系统正在从源、网、荷三大业态向源、网、荷、储四大业态转变。
储能已成为电力系统四大实体之一，未来占比10%-15%。
市场规模的%。
未来，储能企业既可以单独为其他三个主体提供服务，也可以同时为多个主体提供服务，包括为发电企业接入互联网提供服务、为电网安全和电能质量提供服务、为用户提供服务等。
侧电能质量管理和峰谷差。
提供套利及其他服务。
多重效益叠加，实现储能经济效益的大幅提升。
目前国际上现有的储能技术大致可分为两类：一是物理储能，包括抽水储能、压缩空气储能、短时高频飞轮等；二是物理储能，包括抽水储能、压缩空气储能、短时高频飞轮等。
另一个是化学储能。
主要包括各种电池，如铅酸电池、锂电池、钠电池和液流电池等。
我国从“十二五”时期开始就有了国家级的储能发展规划。
目前已经度过了技术研发、技术示范和产业化的初级阶段。
预计年后将形成相对成熟的商业模式和相对稳定的市场。
政策环境已进入大规模良性发展阶段。
图问：压缩空气储能技术，其原理和实现方法是什么，最适合的场景是什么？陈海生：压缩空气储能的基本原理是，当用电量较低时，通过压缩机将空气压缩到高压状态并存储；用电高峰时，释放高压空气，带动膨胀机旋转发电。
机器产生的电力连接到电网。
我们曾经打个比方，压缩空气储能就像在电网上安装了一个特大的空气“充电宝”。
压缩空气储能技术有几个特点。
一是系统规模较大，单机规模可达MW甚至MW，相当于抽水蓄能；其次，由于没有自耗散，因此储能周期不受限制；第三，系统寿命很长，因为主要是机械设备。
通过合理维护，压缩空气储能电站可运行30-50年；第四，单位成本低；第五，安全性比较高。
因此，压缩空气储能适合大规模、长期的储能应用。
当然，与电池相比，压缩空气储能也存在响应时间相对较慢、灵活性较差等缺点。
不同的储能技术适合不同的应用场景，就像不能要求短跑运动员跑马拉松一样。
另一个例子是计算机有硬盘和内存。
记忆的进出速度很快。
硬盘速度较慢，但??容量较大。
因此，压缩空气储能类似于硬盘，适合大容量、长期存储。
问：您主导研发的先进压缩空气储能系统在哪些方面领先？陈海生：世界上第一个真正商业化运营的现代化压缩空气储能电站是2011年在德国建成的亨托夫电站。
它采用传统的压缩空气储能技术，在电力消耗较低时，在储气洞中压缩空气；它在用电高峰时释放高压空气，与燃料燃烧产生的高温高压空气一起驱动涡轮发电。
2008年，美国麦金托什电站投入运行，采用了热回收装置，并采用了当时最新的压缩机和膨胀机技术，一定程度上提高了机组效率。
然而，这类传统的压缩空气储能系统在大规模应用中存在诸多问题。
首先，它的系统是基于燃气轮机开发的，需要燃烧化石燃料；其次，也依赖储气洞，受到地理条件的限制；另外，由于该系统是由燃气轮机改造而来，因此在压缩过程中不会产生循环空气。
压缩热，系统效率不够高。
今年以来，中科院工程热物理研究所团队致力于构建先进的压缩空气储能系统，以克服上述三大瓶颈。
总体思路包括三个方向：一是通过热交换器回收空气压缩过程中产生的压缩热，并储存在蓄热器中。
发电时，膨胀机通过蓄热器回收热量，从而摆脱对化石燃料的需求。
依靠。
其次，通过人工储气洞、气压储罐或液体杜瓦罐等储气装置，使储能电站摆脱对地理条件的依赖，空气储能密度大大提高。
三是对系统进行优化匹配，通过高效压缩膨胀、放热放热，提高系统整体效率。
问：上述先进的压缩空气储能技术目前已取得了怎样的产业化应用和实施，过程中有哪些重要的里程碑？陈海生：自2006年至今已过去18年，我们经历了一段艰难但硕果累累的历程。
从系统和部件的耦合机理和热力特性的基础理论研究开始，到压缩机、膨胀机、蓄热换热器等关键技术和装备的研发突破，再到集成示范乃至工业化应用。
为了规避技术风险，我们从2016年开始以1千瓦规模的系统进行原理验证，之后逐步规模化、稳步提升，从15千瓦到1.5兆瓦、10兆瓦，一直到兆瓦级，甚至到了兆瓦级。
未来。
在这个过程中，技术不断成熟，效率不断提高，成本不断降低，确保我们从一个胜利走向另一个胜利。
年底，我们在贵州毕节启动了首个10MW先进压缩空气储能示范项目； 2020年8月，在山东肥城，推动国内首座商用压缩空气储能电站并网发电，规模10兆瓦。
;就在今年9月，我们提供技术和施工的全球首个100兆瓦先进压缩空气储能国家示范项目在河北张家口成功并网发电；近期我们还公布了位于山东肥城的兆瓦级先进压缩空气储能项目。
压缩空气储能电站正式开工建设。
总体来看，我国在压缩空气储能领域起步较晚，但发展迅速，实现了从跟随到领先的过程。
从1.5兆瓦规模开始，我们基本与国际水平保持同步。
到了10兆瓦、100兆瓦级别，我们的建设工艺已经领先世界，性能指标超过国外8-10%。
相关研究领域的专利数量和发表论文数量居世界第一。
问：只有当可再生能源+储能实现平价时，可再生能源时代才会真正到来。
当今压缩空气储能的单位经济模型和千瓦时成本是多少？这项新技术需要多远才能带来广泛的改变？陈海生：目前，我们先进的压缩空气储能项目装机成本为每千瓦时人民币，成本为每千瓦时人民币。
折算千瓦时电费约为0.2-0.25元/千瓦时。
只要峰谷电价差超过0.25元/千瓦时，压缩空气储能就能盈利。
未来五年，我们有信心再降低30%的成本。
到时候电费可以降到0.15-0.2元/千瓦时，这将使我们非常有竞争力。
如何进一步降低成本？我们将从三个方面着手实现这一目标。
一是不断研发新的关键技术，加快技术迭代和革命，进一步提升系统性能；二是通过标准化、工程化产品的推广应用，进一步降低系统建设成本。
第三，规模化，即发展更大规模的先进压缩空气储能系统，降低边际成本。
例如，通过自主创新，我们的兆瓦级先进压缩空气储能系统兼容兆瓦规模。
未来，当可再生能源发电成本下降并应用储能时，总体成本将低于化石能源发电。
届时，将不再需要依赖国家补贴，可再生能源将得到广泛应用，支撑和推动整个国家的能源转型。
问：从实验室的科学研究到实际实施产业化，需要克服哪些障碍？在此过程中您有哪些经验可以与技术出身的创业者分享？陈海生：科学研究和产业化之间存在一些差异。
首先，科学研究追求的是性能指标的最终提升。
工业化必须兼顾绩效和经济。
科学研究对风险和失败的容忍度比较高，但产业化每次启动都必须成功，对可靠性要求很高。
;第三，科学研究面向“思维领域”，产业化面向“市场”。
因此，对做基础研究的科技工作者和做产品的科技工作者的要求是不同的。
我的基本观点是“让专业的人做专业的事”。
在产业化过程中，科研出身的团队需要积极转变思维和角色，同时加强专业工程、市场和资本运作。
团队。
以我们先进的压缩空气储能项目为例，如何跨越从科研到产业化的“死亡之谷”？最重要的是人才队伍。
需要打造一支专业化的团队。
能自己培养的可以自己培养，需要强化的可以找专业人才。
其次，要尊重时间发展规律，从最低限度的可行性验证入手，在积累经验的同时规避风险。
第三，要有平台意识。
“工欲善其事，必先利其器”。
一路走来，我们逐步建成了基础研究实验平台、关键技术实验平台、综合示范实验平台，并将在平台的基础上继续运行。
测试和优化。
最后，必须获得资源。
压缩空气储能技术是典型的硬技术，需要长期、高强度、大规模的投资。
我们最初申请自然基金，然后申请国家科技部的计划和计划，然后得到政府产业基金、企业和风险投资机构的支持。
整个过程与我们的研究和产业化流程是一致的。
问：好风景不仅在山峰，也在山谷。
在这些年的研发过程中，您是否遇到过感觉特别有挑战性或遇到瓶颈的时刻？如何带领团队突破？陈海生：过程中遇到很多挑战和困难，包括技术攻关、资金困难等。
我们甚至遇到了如果没有资金进来下个月就无法运行的情况。
幸运的是，我们活了下来。
再比如，在工业化阶段，与实验室不同，现场存在很多不可控因素。
例如，几年前我们在张家口施工时，冬天极其寒冷，达到-25摄氏度，体温可达-40摄氏度，施工难度极大。
幸运的是，大家都一一克服了。
我们的团队崇尚8个字——理想、专注、坚持、创新。
理想是明确做大事、做正确的事。
专注就是用有限的时间和有限的资源专注于有限的目标。
这就像试图“突破”一堵墙。
如果即使头破血流也无法突破，就需要在墙上钉钉子，最后不断地敲击。
只有站起来，才能“冲破”这堵墙，这也是我们十八年来与多人一起专注一件事的原因。
坚持，意味着作为压缩空气储能领域的开拓者和领导者，前面还会有很多难以预料的事情，所以需要坚持不懈，“当先锋，不做烈士”。
对于创新，国家赋予我们的使命就是创新。
“如果你不创新，你宁愿死。
”习总书记说，广大科技工作者要把论文写在祖国的土地上。
未来，当我们把科研成果转化为遍布全国乃至全球的储能电站时，我相信这种幸福感、成就感、收获感会有所不同。
所以未来我们会继续追求应用、产业化、创造生产力。
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