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为把空气做成“充电宝”,这位科学家花了20年

来源:光明网2025-01-21 11:11

  把空气做成“超级充电宝”,听起来有点“天方夜谭”的梦想,中国科学院工程热物理研究所研究员陈海生团队用20年的时间把它做成了。

  1月16日,中国科学院颁发2024年度中国科学院杰出科技成就奖。2名个人和14项成果获奖。“大规模压缩空气储能新技术与应用”成果获评技术发明奖。

  2004年,可再生能源大规模发展的趋势初现端倪,但成本高、间歇性不稳定等问题成为制约其发展的瓶颈。彼时,刚博士毕业的陈海生笃定可再生能源未来会大规模发展,而储能技术正是关键。

为把空气做成“充电宝”,这位科学家花了20年

  压缩空气储能技术,被形象地称为空气“充电宝”,具有储能容量大、储能周期长、单位投资小等优点,被认为是最具广阔发展前景的大规模储能技术之一。在用电低谷期,利用可再生能源电力驱动电动机,带动压缩机将常温常压空气压缩为高温高压状态,热量经换热器存储于蓄热罐,高压常温空气则存入储气装置,实现电能向空气内能的转换;用电高峰时,释放高压空气吸收蓄热罐热量,驱动膨胀机带动发电机发电,完成能量的逆向转化,有效解决可再生能源在时间、空间和强度上的供应失衡问题。

  然而,从原理到实际应用,其间横亘着诸多技术难关与挑战。陈海生和团队成员用坚持和专注来作答,从基本原理创新,到关键装备研制,再到系统集成验证,稳扎稳打,积小成为大成,从1.5兆瓦示范,到10兆瓦,到100兆瓦,到300兆瓦,再到600兆瓦,性能屡创国际纪录。

为把空气做成“充电宝”,这位科学家花了20年

300MW先进压缩空气储能商业示范电站

  科研的最终目的是服务于社会。团队在取得一系列科研成果的同时,也开始了产业化探索。2018年底,随着先进压缩空气储能技术的成熟,中储国能应运而生,致力于将这一技术推向大规模产业化。2024年4月30日,中储国能在山东肥城建设的300兆瓦先进压缩空气储能国家示范电站成功并网发电。

为把空气做成“充电宝”,这位科学家花了20年

  “人的精力都是有限的,所以目标一定要有限,只有把有限的精力、有限的时间、有限的资源专注到有限的目标上,排除干扰,抵制诱惑,持之以恒地不懈奋斗,才能做出更好的成绩。” 回看过去的20年,陈海生感慨万分,“压缩空气储能是典型的多学科交叉的系统工程,从原理创新、到关键技术突破、再到核心装备研制和系统集成应用,不是一蹴而就的,需要克服各种困难和挑战,需要在逆境中不放弃。”

  “未来,我们将进一步研发更大规模、更高效率、更低成本的压缩空气储能技术,如600兆瓦级先进压缩空气储能技术,促进压缩空气储能产业化高质量发展。”陈海生说。(记者肖春芳 宋雅娟)

 

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