山东肥城300MW/1800MWh先进压缩空气储能国家示范电站首次并网发电一次成功

文 | 中关村储能产业技术联盟

4月30日上午11时18分，具有完全自主知识产权的山东肥城国际首套300MW/1800MWh先进压缩空气储能国家示范电站首次并网发电一次性成功。该电站采用中国科学院工程热物理研究所自主研发的先进压缩空气储能技术，中储国能（北京）技术有限公司作为投资建设单位，是目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压缩空气储能电站。

山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范项目全景

研发团队突破了300MW级压缩空气储能系统全套核心关键技术，攻克了多级宽负荷压缩机和多级高负荷透平膨胀机技术、高效超临界蓄热换热器技术、系统全工况优化设计与集成控制技术，创造性研制出300MW多级高负荷透平膨胀机、多级宽负荷组合式压缩机和高效紧凑式蓄热换热器等核心装备。系统单位成本较100MW下降30%以上，系统装备自主化率达100%，实现了完全自主可控。

山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范项目主厂房内景

该电站建设规模为300MW/1800MWh，工程总投资14.96亿元，系统额定设计效率 72.1%。可实现连续放电6小时，年发电约6亿度，在用电高峰为约20-30万户居民提供电力保障，每年可节约标准煤约18.9万吨，减少二氧化碳排放约49万吨。

山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范项目升压站

该电站利用山东省肥城市丰富的地下盐穴资源储气，以空气为介质在电网侧实现大规模电力储能，能够为电网提供调峰、调频、调相、备用、黑启动等电力调控功能，有效支撑电力系统平稳、高效运行。

肥城300MW先进压缩空气储能项目在山东省各级政府、发改委、能源局的支持下，在国网山东公司“清风暖阳”专项并网服务帮助下，顺利并网发电，是压缩空气储能领域重要里程碑，可有效推动压缩空气储能技术及产业快速发展，进一步巩固了我国在压缩空气储能领域的国际领先地位，为该技术的大规模推广应用打下了坚实基础。

锚定世界领先，系统与核心装备实现重大突破

山东肥城300MW/1800MWh先进压缩空气储能国家示范项目在系统设计、装备研制、工程实施等诸多领域，实现了十余项关键技术突破，创造了六项国际之最，进一步推动了国际压缩空气储能技术与产业发展。

6大 系统之“最”

1.系统规模最大（项目功率最大、储能容量最大）

2.单机功率最大（达300MW级、最高发电能力350MW）

3.系统效率最高（系统额定设计效率达72.1%，全球最高）

4.系统性能最优（启动时间最快（6-8分钟），变工况运行范围最宽（40%-110%））

5.系统单位成本最低（单位成本约为5000元/kW、831元/kWh）

6.自主知识产权数量最多（申请专利600余项，授权专利400余项）

4大 核心设备之“首”

1.多级宽负荷组合式压缩机

国际首个百兆瓦级多级宽负荷压缩机，设备设计效率87.8%，居世界之首。

攻克了宽负荷多级压缩机全三维设计与高效宽工况调节技术，具有高压比、大流量、变工况范围宽、压缩与蓄热传热耦合等技术优势。

2.多级高负荷透平膨胀机

国际首个300MW多级高负荷透平膨胀机，设备设计效率93.3%，居世界之首。

攻克了全三维气体动力学设计、复杂轴系结构、动态调节与控制等关键技术，具有负荷高、流量大、流动传热复杂等技术优势。

3.高效紧凑式蓄热换热系统

国际首套300MW高效紧凑式蓄热换热系统，国际首个单体规模最大的蓄热球罐（8000m³），蓄热设计效率达99.3%，居世界之首。

攻克了低温差、小压损、变工况运行、阵列化调控等技术难题，具有效率高、储热密度大、经济性好、安全稳定等技术优势。

4.盐穴储气库

全球规模最大的压缩空气储能储气库。

采用两组盐穴储气，储气库埋深1000米，共80万方储气空间，居世界之首。首次同时采用单井及对井盐穴储气，首次采用超大口径新型防腐管道连接。

盐穴储气库7项“首次”

首次成功改造最大容积多夹层复杂地质结构盐穴储气库

首次应用多腔体融合盐穴储气库技术

首次采用高背压大流量创新注气排卤技术

首次采用大井筒超埋深钻完井技术

首次应用超强抗腐蚀钢材熔覆技术

首次应用高精度非接触式气液界面测量技术

首次采用超高难度不压井钻进入腔作业技术

项目大事记

2021年，完成系统设计工作

2022年，开始系统核心部件研制

2023年2月，工程开工建设

2023年11月，倒送电一次成功

2023年12月，完成主体建设

2024年4月，首次并网发电一次成功

5项国家级认定，4项省级认定

1.国家能源局“新型储能试点示范项目”

2.“十四五”国家重点研发计划落地示范工程

3.核心设备研制获国家发改委重点专项支持

4.核心设备入选国家能源局评选的“2023年能源行业十大科技创新成果”

5.技术研发工作获国家先导专项支持项目

6.山东省能源领域新技术、新产品和新设备目录

7.山东省绿色低碳技术成果目录

8.山东省示范项目目录

9.山东省重点项目

扎实攻关20年，实现技术创新突破“5连跳”

中国科学院工程热物理研究所科研团队厚积薄发，自2004年在国内率先启动压缩空气储能技术研发工作，历经20年刻苦攻关，原创性的提出了先进压缩空气储能技术新原理，从根本上同时解决了传统压缩空气储能系统三大技术瓶颈（效率低、燃烧化石燃料和地理条件限制），是国际公认的适合于长时大规模储能的主流技术之一，具有规模大、成本低、寿命长、清洁无污染、安全可靠等突出优势。研发团队在国际上率先攻克了1-300MW先进压缩空气储能各项核心技术，建成了国际首套MW级、10MW级、100MW级先进压缩空气储能示范电站，形成了具有完全自主知识产权的先进压缩空气储能研发设计体系，实现了技术、产业化跨越式突破。

创新步伐持续加快，国家示范工程实现“5连跳”2013年 河北廊坊1.5MW先进压缩空气储能国家示范项目建成

2016年 贵州毕节10MW先进压缩空气储能国家示范项目建成

2021年 山东肥城10MW盐穴先进压缩空气储能国家示范电站建成

2022年 河北张家口100MW先进压缩空气储能国家示范电站建成

2024年 山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范电站建成

着眼工程化应用，研发团队建成了我国压缩空气储能首个国家级研发中心“国家能源大规模物理储能技术研发中心”，拥有廊坊、毕节、南京三大试验基地，拥有72个实验平台，在国际率先具备1-300MW级部件实验和系统集成测试能力，为后续技术、装备升级，工程应用，提供了扎实的试验、测试基础。

肥城300MW先进压缩空气储能国家示范电站就是在这一系列深厚理论、研发创新、实验平台的支撑下诞生的。

压缩空气储能，知识产权全球机构之首

申请专利 600 余项，授权专利 400 余项

发表学术论文 700 余篇（SCI 370 +，EI 400 +），论文总引30000+，SCI 他引 14000+

全产业链思维，全套核心装备自主研制

“企业致力于先进压缩空气储能技术科研成果的高效转化，基于中国科学院工程热物理研究所20年深厚的技术积淀，我们正在以全产业链思维打通产业链上下游，打造国际规模最大的压缩空气储能生产制造基地。以全链思维、全套装备自主可控，技术优化，降本增效为目标，做大做强压缩空气储能产业，打造新型储能新质生产力”中储国能（北京）技术有限公司总经理纪律表示。

在肥城300MW先进压缩空气储能国家示范电站建设过程中，中储国能首次采用了自主研发的300MW级多级宽负荷组合式压缩机、多级高负荷透平膨胀机、高效紧凑式蓄热换热器等新产品，在原有100MW系统基础上，系统设计效率进一步提升2%，成本下降30%以上，项目应用效果及产业化前景良好。通过山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范电站的建设及运行，将形成一系列技术标准及操作规范，有效促进并规范压缩空气储能技术及产业的发展。

先进压缩空气储能技术，进入大规模推广应用阶段

2023年底，新能源装机已达14.5亿千瓦，占全国发电总装机超过50%，历史性超过火电装机，成为我国保障电力供应的新力量。新能源的高速发展，势必需要新型储能的保驾护航。

近两年来，随着压缩空气储能技术及示范工程的成功应用，该技术得到广泛重视和推广。2024年1月17日，国家能源局2024年1号公告发布“新型储能试点示范项目名单”，其中压缩空气储能项目共计11项，而采用基于中储国能先进压缩空气储能技术的有5项，占据了绝对领先优势。

在300MW系统研制同时，中国科学院工程热物理研究所和中储国能研发团队已开展面向更大规模、更高效率、更优性能的先进压缩空气储能核心技术研发及装备制造，已在系统设计、设备研发、工程示范方面取得了阶段性突破，为下一步提高压缩空气储能系统效率、降低成本，提供强劲的技术支持。

截至目前，企业已在河北、新疆、宁夏、河南、山东等地启动项目1500MW，规划中项目超4000MW，以打造精品工程为目标，稳步推动产业持续健康发展。

山东肥城300MW先进压缩空气储能国家示范电站并网发电后，将进入试运行阶段，依托于国家重点研发计划等各项目、课题，开展300MW先进压缩空气储能系统实验、测试及同电力系统耦合运行的研究工作，尽快完成各项发电实验及测试工作，正式投入运行。

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