【中國科學院杰出科技成就獎】“0到1”突破 久久為功研發(fā)先進壓縮空氣儲能技術
中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊 (記者 王振紅) 1月16日,2024年度中國科學院杰出科技成就獎頒獎儀式在京舉行,“大規(guī)模壓縮空氣儲能新技術與應用”成果獲技術發(fā)明獎。

圖為中國科學院工程熱物理研究所所長、中國能源研究會儲能專委會主任委員 陳海生。王振紅攝
中國科學院工程熱物理研究所所長、中國能源研究會儲能專委會主任委員陳海生表示,“項目成果獲得中國科學院杰出科技成就獎,我們非常榮幸,這是對團隊在壓縮空氣儲能技術領域所做貢獻的充分肯定。”
基本路徑:可再生能源+儲能
研究團隊發(fā)明了不使用化石燃料、不依賴地理條件的先進壓縮空氣儲能新原理系統(tǒng),首次提出了“過程對應-參數(shù)匹配”設計理論,突破了全工況設計與調控技術;突破了寬工況壓縮機和高負荷膨脹機技術,發(fā)明了多型號寬工況壓縮機和高負荷膨脹機;突破了超臨界蓄熱(冷)換熱器技術,發(fā)明了“內保溫外承壓”“多流程緊湊式”等新型結構蓄熱(冷)換熱器;建成了國際首套10MW、100MW和300MW示范系統(tǒng),性能屢創(chuàng)國際記錄,孵化了國際首個該領域獨角獸企業(yè),取得了顯著的經(jīng)濟效益。

圖為300MW先進壓縮空氣儲能商業(yè)示范電站,中國科學院工程熱物理研究所供圖。
陳海生解釋說,原來的電力系統(tǒng)運行主要是火電,火電是可控的電,發(fā)電端是可控的,但是用戶端是波動的。通過調節(jié)發(fā)電端來適應用戶端,以此實現(xiàn)一個動態(tài)的平衡,保障整個電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行?!半娏ο到y(tǒng)100多年來都是這樣運行的,整個電力系統(tǒng)就是建立在動態(tài)平衡的基礎上,是以可控的化石能源主要是火電為基礎建立的電力系統(tǒng)。但是隨著‘雙碳’戰(zhàn)略的實施,可再生能源大規(guī)模發(fā)展,人們對美好生活的向往,特別是對空氣環(huán)境質量等要求的提高,對污染物的控制,目前我國可再生能源發(fā)電總裝機占比已經(jīng)超過50%?!?/p>

圖為高負荷膨脹機,中國科學院工程熱物理研究所供圖。
“目前中國的能源體系或者能源結構面臨著重大轉型,未來的發(fā)展大家比較公認的就是‘可再生能源+儲能’,這是一個基本路徑?!标惡I硎?,變革有兩個基本的抓手:一個是大力發(fā)展可再生能源,一個是大力發(fā)展儲能,儲能是能源革命的關鍵支撐技術,也是“雙碳”戰(zhàn)略關鍵技術。
發(fā)展方向:大規(guī)模、高效率、低成本
回顧近20年的研發(fā)歷程,陳海生感觸最深的是“堅持”和“專注”。他表示,壓縮空氣儲能是典型的多學科交叉的系統(tǒng)工程,從原理創(chuàng)新、到關鍵技術突破、再到核心裝備研制和系統(tǒng)集成應用,不是一蹴而就的,需要克服各種困難和挑戰(zhàn),需要在逆境中不放棄?!八问?,貴在堅持,團隊正是通過堅守初心和勤奮努力,抓住了機會,才得以實現(xiàn)夢想和目標。同時,人的精力都是有限的,所以目標一定要有限,只有把有限的精力、有限的時間、有限的資源專注到有限的目標上,排除干擾,抵制誘惑,持之以恒地不懈奮斗,才能做出更好的成績。這也是我們團隊成立之初就堅持的基本理念:理想、專注、堅持、創(chuàng)新?!标惡If,20余年來我們團隊就專注于壓縮空氣儲能技術一件事,從1.5兆瓦示范,到10兆瓦,到100兆瓦,到300兆瓦,再到600兆瓦,一步一個臺階,積小成為大成。

圖為寬負荷壓縮機,中國科學院工程熱物理研究所供圖。
談及未來的研究計劃,陳海生表示,壓縮空氣儲能技術向大規(guī)模、高效率、低成本方向發(fā)展,包括系統(tǒng)的單機規(guī)模向大功率大容量發(fā)展,技術創(chuàng)新促進系統(tǒng)效率進一步提升,產(chǎn)業(yè)化發(fā)展促進成本進一步降低?!拔磥?,我們將進一步研發(fā)更大規(guī)模、更高效率、更低成本的壓縮空氣儲能技術,如600兆瓦級先進壓縮空氣儲能技術,促進壓縮空氣儲能產(chǎn)業(yè)化高質量發(fā)展?!?/p>
人才基石:壓擔子、挑大梁、擔重任
科技創(chuàng)新靠人才,人才培養(yǎng)靠教育。陳海生介紹說,團隊在教育科技人才一體化培養(yǎng)方面總結了一套經(jīng)驗。首先,注重教育和科技有機結合。在保證專業(yè)課教育同時,鼓勵參與科研項目,利用科研項目鞏固教育知識的掌握,同時利用教育知識推動科研項目進展。其次,建立了開放的學習和研究環(huán)境,定期組織學術交流和培訓,加強人才教育,提高科技創(chuàng)新能力。此外,積極與國內外高校和研究機構合作,開展聯(lián)合培養(yǎng)項目,促進人才教育和科技創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展。

圖為先進壓縮空氣儲能模型展示。王振紅攝
“20年來,團隊經(jīng)歷了從0-1,從小課題組到大團隊的發(fā)展過程,我們非常重視青年科研人員的培養(yǎng),采取了多項舉措?!标惡If,首先是給條件,為他們提供良好的學習和研究環(huán)境,提供最好的試驗平臺;其次是給機會,給年輕人舞臺,鼓勵他們參與實際項目,積累經(jīng)驗;第三,也是更重要的,給青年科研人員壓擔子,年輕人成長需要早挑大梁,早擔重任,在重要項目中,鼓勵年輕人做項目經(jīng)理,當總師,發(fā)揮大作用。此外,我們通過交叉組織項目專題會和學術交流會,一方面拓寬視野,緊跟前沿技術,提升學術水平;另一方面深入一線,扎進現(xiàn)場,提高解決實際問題的能力,把論文寫在祖國大地上。

圖為 100MW先進壓縮空氣儲能商業(yè)示范電站,中國科學院工程熱物理研究所供圖。







