马洪岭在检查注采井上的表盘。杨春跟（右二）与先生们探讨试验中的成绩。■本报记者 倪思洁2021年冬天，万明忠带着建新型储能电站的主意，走进中国迷信院武汉岩土力学研讨所（以下简称武汉岩土所），敲开中国工程院院士、武汉岩土所研讨员杨春跟办公室的门。与迷信家的联手，让身为中国动力建立股份无限公司首席专家、中能建数字科技团体无限公司董事长的万明忠内心缓缓有了底，也让将来的超等“氛围充电宝”有了“底”。3年后，2025年1月9日，被誉为超等“氛围充电宝”的300兆瓦紧缩氛围储能电站树模工程全功率并网发电，正式投入贸易运转。该储能电站位于湖北省孝感市应都会，是天下首台（套）片面投用的300兆瓦级紧缩氛围储能电站。储能电站分为地下储能体系、地上电力体系两局部，地上是紧缩机、收缩机、换热器等装备，地下是两个盐矿采空后留下的窟窿。储能时，它能够用电力将氛围紧缩到90个年夜气压；放能时，它又能够让氛围收缩改变成电力。“地上决议优劣，地下决议成败。”这是万明忠在做超等“氛围充电宝”建立名目时最年夜的感叹，“地下盐穴的开辟应用是决议全部储能电站成败的中心局部。”“咱们想找盐穴”在万明忠的脑海里，新型电力体系是一个“三角形”，三条边是“绿色”“保险”“经济”。始终以来，以风能、太阳能等新动力为主体的新型电力体系，存在发电随机、间歇、稳定的困难，储能被视为独一 一个能处理这些成绩的措施。但是，化学储能有保险危险，抽水蓄能建立周期长、不经济，“绿色”“保险”“经济”三条边怎样都做不到一样长。而他想做新型的储能电站，一种与以往的水电站、抽水蓄能电站、锂电池等化学储能电站都差别的电站，把中国的新型电力体系酿成“等边三角形”。它应用氛围的紧缩与收缩储能，存在保险性，又应用放弃盐矿窟窿等地下空间作为储能场合，绝对更经济。但是，最让他挠头的成绩就是“去哪儿找如许的地下空间”。“‘地上’局部的技巧咱们曾经控制了，但要搞成紧缩氛围储能电站，就波及‘地下’局部，这局部咱们不掌握。”万明忠说。“必需找一个对地下储能空间研讨比拟深的单元配合。”贰心想。2021岁尾的一天，万明忠第一次走进了杨春跟的办公室：“咱们想找盐穴，做紧缩氛围储能电站，发电功率要到达300兆瓦……”杨春跟一听，心中便无数了——他跟他的团队曾经有了成熟的技巧贮备。1995年，杨春跟受中国迷信院留学基金赞助，赴美留学，并于1999年取得美海内华达年夜学地质工程博士学位。结业后，他回到武汉岩土所任务，成为该所留学返国的首位博士。在美国留学时，杨春跟发明，美国的石油策略贮备库中，共有60余个盐穴，而彼时，我国连一座盐穴贮备库都不。返国后，他提出了一个假想：“向地下要空间，贮存油气。”只管良多人以为我国盐矿的地质层不合适储气，但杨春跟仍是重复做试验，去天下各地找地下盐穴。2007年，他最初的设想酿成了事实——江苏金坛储气库正式投产注气，成为亚洲首座地下盐穴储气库。得悉万明忠的主意后，杨春跟胸中有数。他推算，这个盐穴至少要有60万破方米的存储空间。百里挑十，十里选二作为武汉岩土所的科研团队，杨春跟团队最熟习的就是湖北地域，包含间隔武汉两小时车程的应城。应城是湖北省辖县级市，由孝感市代管。这座产业都会的地下有很多盐矿。岩盐与石膏、温泉一同被合称为“应城三宝”。盐矿用水溶方法开采完后，会留下一个个空腔。这是贮存油气、紧缩氛围的自然“宝箱”。“盐穴四处都是氯化钠晶体，能够蒙受很高的压强，并且盐穴另有自修复功效，一旦呈现裂痕，能够经由过程卤水再结晶，不只能修复裂痕，并且不留‘疤痕’，是很好的密封贮存库。”杨春跟团队成员、武汉岩土所研讨员马洪岭说。基于对应城的懂得，杨春跟团队很快梳理控制了应城4家盐矿里100多个盐穴的情形，并从中挑选出10个合乎前提的盐穴。“咱们有3个挑选准则——稳固性、密封性、可用性。”对盐穴挑选尺度，马洪岭一五一十，“盐穴不克不及太浅，不然加压之后窟窿会被‘撑破’，也不克不及太深，不然空中紧缩秘密抗衡盐穴自身的宏大地应力；窟窿内壁上的盐要到达必定厚度才具有密封性；同时，体积还要到达60万破方米，不然支持不了企业请求的电站才能。”这些准则，来自杨春跟团队从前20多年探索出的教训，他们正在将其写入国度尺度。“海内多少乎全部的盐穴选址，都是咱们团队做的。”马洪岭说，由于常常帮海内各种工程寻觅适合的盐穴，他们经常开顽笑说本人是“风水老师”。大概只用了一个月，杨春跟团队就基于地质考察数据，拿出了开端的可行性研讨讲演，此中包括了10个盐穴的详细信息。终极，企业筛选了两个阔别农田、埋深500米阁下的盐穴，一个盐腔大概有40万破方米，另一个盐腔有20多万破方米。三个“天下第一”锁定盐穴之后，团队开端了更过细跟缓和的任务。用时一年，团队与中能建数字科技团体无限公司深地技巧科研团队、中国石油自然气团体无限公司体系内多家单元深度协同，采取声呐、三维地动探测等技巧手腕，对盐穴的外部情形停止考察，逐步摸清盐穴里的具体情形。他们又用时半年实现盐穴的稳固性、密封性、空中沉降评估，对盐穴停止全套力学试验。其间，他们计划出年夜口径气密封井、新的排卤计划等一系列庞杂盐穴空间高效力应用的成套技巧。比方，团队初次实现了高位注气、低位排卤的沉渣缝隙储气扩容新计划。与外洋的盐矿差别，海内的盐矿开采完后，空腔局部绝对较少，很年夜一局部会被沉渣盘踞。盐矿里的盐溶进水里，酿成卤水被排挤来，但矿里的残渣还会留在腔体中。对于“沉渣空间能不克不及用来储气”，学界争辩了十多少年。一些人以为沉渣是泥或沙，不克不及储气，但杨春跟团队保持以为，沉渣是石块，漏洞里能够储气。经由过程现场测试，研讨团队提醒了沉渣空间精良的连通性。他们用一根绝对短的管道为盐穴注气，又用另一根伸向沉渣底部的长管道向外排卤。跟着卤水一直排挤，盐穴里的储气空间越来越年夜，空间应用率从最初的20%进步到70%以上。“现在咱们曾经在盐穴里腾出大概70万破方米的储气空间，超越了企业最初提出的需要。”杨春跟说。与此同时，他们还活着界范畴内初次应用压裂盐穴发展地下储能，为我国盐穴采空区的年夜范围应用奠基了基本；开创海内最年夜口径注采井计划，年夜幅进步了盐穴空腔应用率跟注采井的注采气度，下降了工程造价并收缩了建立工期。2024年4月9日，湖北应城300兆瓦盐穴紧缩氛围储能电站并网发电。现在，该电站正式投入贸易运转，并实现了三个“天下第一”——单机功率天下第一、储能范围天下第一、转换效力天下第一。“它的单机功率到达300兆瓦级，储能容量达1500兆瓦时，体系转换效力约70%，天天储能8小时、释能5小时，年均发电约5亿千瓦时。以氛围为介质，它一年转换的电量能够满意75万住民的用电需要。”马洪岭说。面临这座簇新的电站，万明忠感叹：“现在它能够无效应答新动力发电的稳定性、间歇性跟随机性，为湖北省电网保险稳固运转跟省内新动力消纳施展主要感化。”信赖与将来2024年12月24日，在工程现场，宏大的注采井上涂着鲜红的漆，马洪岭看了看旁边的仪表盘，下面表现着“7.359MPa”。此时，在脚下看不见的盐穴里，氛围曾经被压到了73.59个年夜气压。“咱们给企业的倡议是最高到90个年夜气压，最低坚持在60个年夜气压。”马洪岭说。对迷信家，万明忠及其企业团队十分信赖。从前3年里，两边曾经成了好友人。“咱们随叫随到，他们也随叫随到。从前，咱们对盐穴一点都不懂，当初在杨院士团队的支撑下，咱们团队也有了良多专家。”万明忠说。在这个名目中，杨春跟团队前所未有地供给了全进程的技巧支持。盐穴投入贸易运转之后，他们还将持续辅助企业监测空中沉降情形，以确保储能电站保险运转。“咱们底本做的是一个很小众的研讨偏向，但碰到了动力转型的机会期。”马洪岭回想，2008年，团队刚开端做地下盐穴应用研讨时车水马龙，现在，“双碳”政策的驱动让新型电力体系跟盐穴储能呈现了井喷式开展，也让科技在效劳经济开展方面有了用武之地。偶然试验室刚开辟出一项技巧，破马就有企业想要承接。与企业配合时，杨春跟老是跟团队成员说：“企业的钱不是微风刮来的，你得给他人处理成绩、带来经济效益，他人才会连续地跟你配合。”杨春跟打算，将来不只要带着团队做“从0到1”的任务，也要存眷“从1到0”的成绩。“在工程获得胜利之后，咱们要反思为什么会胜利，优化的空间在那里，另有哪些基本道理不研讨透辟，以便停止下一步的技巧迭代。”杨春跟说。