В Китае реализован проект по хранению сжатого воздуха мощностью 4,2 ГВтч

Аккумулятор FIAMM FG 20201

Компания Zhongchu Guoneng (Пекин) Technology Co., Ltd. (ZCGN) сообщает, что власти Саньмэнься, провинция Хэнань, одобрили предложение о строительстве хранилища энергии на сжатом воздухе мощностью 700 МВт/4200 МВт·ч, которое призвано обеспечить долгосрочную гибкость энергосистемы по мере увеличения доли возобновляемых источников энергии.

Китай продвигается в реализации одного из своих крупнейших проектов по хранению энергии с помощью сжатого воздуха (CAES) после того, как власти района Шаньчжоу в Саньмэнься одобрили предложение компании Zhongchu Guoneng (Beijing) Technology Co., Ltd. (ZCGN), ведущего разработчика CAES в стране, о строительстве накопительной электростанции мощностью 700 МВт/4200 МВт·ч. Система, рассчитанная на шесть часов работы, является важным шагом на пути к созданию в провинции Хэнань современной энергосистемы, способной интегрировать растущее количество прерывистых возобновляемых источников энергии.

После того как 24 ноября проект был одобрен местной комиссией по развитию и реформам, ожидается, что строительство начнётся в 2026 году при условии получения разрешений на охрану окружающей среды, землепользование и планирование. После ввода в эксплуатацию он станет одним из самых значимых автономных объектов хранения энергии в стране, обеспечивающим снижение пиковой нагрузки, регулирование частоты и резервные мощности в западной части провинции Хэнань.

На объекте будет использоваться передовая технология CAES, разработанная Институтом инженерной теплофизики Китайской академии наук и коммерциализированная компанией ZCGN. Система накапливает сжатый воздух в подземной пещере в периоды низкого спроса и высвобождает его во время пикового потребления для питания расширительной турбины.

Архитектура включает в себя компрессорную станцию высокой производительности, подземную пещеру для хранения воздуха под высоким давлением, расширительные турбогенераторные установки, высокоэффективную тепловую аккумуляторную установку, которая рекуперирует тепло сжатия, а также интеллектуальную систему управления для диспетчеризации и обеспечения безопасности в режиме реального времени.

Конструкция обеспечивает раздельную регулировку мощности и энергоемкости, что является отличительной особенностью CAES. Выходная мощность определяется компрессорно-расширительным оборудованием, а общий запас энергии зависит от объема каверны, что позволяет увеличивать мощность без модификации силового блока. Ожидается, что срок службы проекта составит более 25 лет, что превышает срок службы литий-ионных систем и исключает риск теплового разгона.

Хотя окончательные данные об инвестициях не разглашаются, сопоставимые проекты, в том числе установка CAES мощностью 700 МВт/2800 МВт·ч в соседней провинции, предполагают капитальные затраты в размере от 4,8 до 6 млрд юаней (от 677 до 847 млн долларов США). Учитывая более продолжительный шестичасовой рабочий день, ожидается, что завод в Шаньчжоу будет относиться к верхнему диапазону.

Энергосистема провинции Хэнань сталкивается с растущей нестабильностью по мере увеличения доли возобновляемых источников энергии. Станция CAES, обеспечивающая 4,2 ГВт·ч управляемого хранения энергии, поможет стабилизировать региональные кривые нагрузки, увеличить потребление возобновляемой энергии и повысить надежность энергоснабжения в Саньмэнься и соседних городах. Проект соответствует национальной стратегии: в 14-м пятилетнем плане Китая CAES названа ключевой технологией для крупномасштабного хранения энергии в течение длительного времени.

ZCGN, платформа коммерциализации Института инженерной теплофизики, стала ведущим разработчиком CAES в Китае. При поддержке четырёх раундов финансирования на общую сумму 1,66 млрд юаней и стратегических инвесторов, включая China Development Bank Capital и China Three Gorges New Energy, компания объединяет исследования и разработки, проектирование, производство оборудования, услуги EPC и эксплуатацию установок.

В 2021 году компания ZCGN ввела в эксплуатацию первую в Китае электростанцию на основе CAES в соляной каверне — демонстрационный проект Feicheng мощностью 10 МВт, ознаменовавший переход от лабораторных испытаний к коммерческому внедрению. За ним последовал проект Zhangjiakou мощностью 100 МВт — первая в мире электростанция на основе CAES, построенная вокруг искусственной каверны объёмом 100 000 кубических метров, что позволило внедрять CAES в регионах, где нет соляных пластов.

В апреле 2024 года компания завершила строительство своей флагманской установки: усовершенствованного демонстрационного проекта CAES Feicheng мощностью 300 МВт/1800 МВт·ч, который на данный момент является крупнейшим и наиболее эффективным объектом CAES в мире. При заявленном КПД системы 72,1 %, полностью локализованном производстве оборудования и годовой выработке около 600 ГВт·ч установка сокращает потребление угля почти на 190 000 тонн и выбросы CO₂ на 490 000 тонн в год. Благодаря техническим достижениям, в том числе высокоэффективному многоступенчатому сжатию, сверхкритическому аккумулированию тепла и усовершенствованной конструкции расширителя, удельные затраты снизились более чем на 30 % по сравнению с предыдущим проектом мощностью 100 МВт.

По оценкам аналитиков, текущие капитальные затраты на строительство CAES в Китае составляют 800–1500 юаней за кВт·ч, а стоимость электроэнергии в течение всего срока службы — 0,20–0,30 юаня за кВт·ч, что приближает их к гидроаккумулирующим электростанциям, но с более гибкими условиями размещения.