內(nèi)蒙古烏蘭察布市卓資縣，3套350兆瓦非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能機(jī)組正在建設(shè)。作為項目首席科學(xué)家，看到項目持續(xù)進(jìn)展，我倍感振奮。這背后，是我們團(tuán)隊10余年圍繞壓縮空氣儲能技術(shù)開展的艱難攻關(guān)。

風(fēng)有間歇、光有晝夜，儲能系統(tǒng)是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵支撐，就像給風(fēng)電、光伏配備的巨型“充電寶”，可以將電能存儲起來，在需要時穩(wěn)定輸出。我們團(tuán)隊主攻的壓縮空氣儲能技術(shù)，如同“空氣充電寶”：儲能時，利用風(fēng)電、光伏等驅(qū)動壓縮機(jī)，將空氣壓縮到高壓狀態(tài)，存入儲氣裝置;釋能時，高壓空氣釋放，驅(qū)動透平膨脹機(jī)做功，帶動發(fā)電機(jī)輸出穩(wěn)定的電能。

我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊提出了非補(bǔ)燃技術(shù)路線，將空氣壓縮過程中產(chǎn)生的壓縮熱存儲起來，在發(fā)電時利用，大幅提升效率，且全過程無燃燒、無排放。組建多學(xué)科團(tuán)隊、建成試驗電站、完成技術(shù)路線的全流程驗證，隨后，我們遇到了難題：試驗電站距離產(chǎn)業(yè)化發(fā)展仍有差距，如何建設(shè)一座真正的工業(yè)電站?為此，我?guī)ьI(lǐng)團(tuán)隊四處尋找合作伙伴。

2017年起，我擔(dān)任江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目首席科學(xué)家，全面負(fù)責(zé)電站的設(shè)計、研發(fā)、建設(shè)、調(diào)試和運(yùn)維。雖做足了心理準(zhǔn)備，但困難遠(yuǎn)超想象。關(guān)鍵核心設(shè)備的研發(fā)就是一大難點(diǎn)——當(dāng)時，很多企業(yè)對壓縮空氣儲能技術(shù)并不了解。我們與設(shè)備廠家、設(shè)計院和建設(shè)單位反復(fù)溝通，改進(jìn)方案，創(chuàng)新工藝。以“高負(fù)荷寬工況高溫離心壓縮機(jī)”的研制為例，我們先后提出了100多個計算模型及實施方案，數(shù)十次赴廠家協(xié)調(diào)商討，不斷分析、優(yōu)化、改進(jìn)、再試驗，最終攻克難題。

在參與單位的共同努力下，江蘇金壇60兆瓦/300兆瓦時鹽穴壓縮空氣儲能電站于2022年5月正式投產(chǎn)運(yùn)行。截至去年底，電站成功儲釋能運(yùn)行1690次，總調(diào)峰電量達(dá)6.07億千瓦時，電能轉(zhuǎn)換效率62.38%，達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

近年來，我們開始關(guān)注新的研究領(lǐng)域。我國三北地區(qū)風(fēng)光資源豐富，但北方冬季嚴(yán)寒，對儲能設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行是個考驗。如何在高寒地區(qū)規(guī)?；茝V壓縮空氣儲能?這成為我們的新課題。

2025年，在內(nèi)蒙古化德縣，我們建成高寒地區(qū)寬滑壓60兆瓦/240兆瓦時人工硐室壓縮空氣儲能電站，取得多項技術(shù)突破。這里冬季氣溫常低至零下25攝氏度以下，部分關(guān)鍵設(shè)備易凍損，我們就開發(fā)了專用裝備等，適應(yīng)極端環(huán)境運(yùn)行需求。該項目的成功，將為高寒地區(qū)的規(guī)?；瘍δ芴峁┬路桨?。

回望來路，每一步跨越背后都是堅定的初心：產(chǎn)學(xué)研深度合作，將論文寫在祖國大地上。展望未來，我們團(tuán)隊將繼續(xù)深耕，不斷推動技術(shù)創(chuàng)新，研制出更多、更大的“空氣充電寶”，為保障國家能源安全、推動綠色低碳轉(zhuǎn)型貢獻(xiàn)智慧和力量。

(作者為清華大學(xué)電機(jī)系教授，本報記者吳月采訪整理)

記者手記

敢把設(shè)想變實踐

沒有課的日子，梅生偉常往工程現(xiàn)場跑，提供技術(shù)支持保障。如今，他作為首席科學(xué)家，參與建成壓縮空氣儲能電站9座、在建12座。

加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研深度融合，促進(jìn)科技成果轉(zhuǎn)化，是團(tuán)隊始終的堅持。從2011年提出技術(shù)路線起，梅生偉已和團(tuán)隊在非補(bǔ)燃壓縮空氣儲能領(lǐng)域探索15年。成果不僅留在論文、書架，更寫在祖國大地上。

選題從產(chǎn)業(yè)需求中來。梅生偉的科研選題常常瞄準(zhǔn)國家需求、工程一線需求，致力于解決關(guān)鍵技術(shù)難題。例如，聚焦壓縮空氣儲能技術(shù)，正是為了服務(wù)構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、支撐能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、助力實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。選準(zhǔn)問題，才能讓科研創(chuàng)新成果與國家發(fā)展需要絲絲相扣。

將論文應(yīng)用到工程實踐中去。設(shè)備研發(fā)難、電站建設(shè)運(yùn)維難……面對種種困難，梅生偉帶領(lǐng)團(tuán)隊與企業(yè)協(xié)同創(chuàng)新，讓來自高校的科技創(chuàng)新成果更有生命力、在實踐中發(fā)揮更大作用。

一流大學(xué)是基礎(chǔ)研究的主力軍和重大科技突破的策源地。要大力推動高?？萍汲晒D(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化，讓更多成果從書架走向貨架、從實驗室走向工程一線，從勇于創(chuàng)新的設(shè)想落地為敢為人先的實踐。

延伸閱讀

“空氣充電寶”可以建在哪兒

清華大學(xué)新型電力系統(tǒng)運(yùn)行與控制全國重點(diǎn)實驗室副研究員崔森介紹，儲氣系統(tǒng)是壓縮空氣儲能系統(tǒng)的重要組成部分，儲氣方式包括鹽穴儲氣、人工硐室儲氣等。

為什么鹽穴可以成為“空氣充電寶”的理想“儲氣倉”?崔森介紹，儲存高壓空氣的關(guān)鍵是不漏水、不漏氣，而鹽穴恰好自帶“自愈能力”：若穴壁出現(xiàn)細(xì)微裂縫，周圍鹽體遇水融化后會滲透至裂縫處，像水泥般凝固，牢牢鎖住高壓空氣。鹽穴壓縮空氣儲能還具備低成本、高經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，多數(shù)鹽穴由廢棄鹽礦改造而成，實現(xiàn)閑置資源再利用，降低前期建設(shè)成本。

人工硐室也是壓縮空氣儲能“儲氣倉”的發(fā)展方向之一，具有適配性強(qiáng)等特點(diǎn)，可根據(jù)需要開挖不同體積的硐室，匹配適宜的儲氣空間，且檢修便利。

抽水蓄能電站建設(shè)過程中形成的廢棄支洞，亦可改造為氣水共容倉，由此構(gòu)建抽水蓄能耦合壓縮空氣儲能的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。此外，“空氣充電寶”還可以建在水下，利用水下柔性儲氣氣囊存儲高壓空氣。隨著海洋工程和材料技術(shù)進(jìn)步，其應(yīng)用前景正受到越來越多關(guān)注。

(本報記者吳月整理)