深地压缩空气储能

近日，中国铁建所属铁一院成功中标内蒙古苏尼特左旗压缩空气储能示范项目。该项目将创新采用人工地下硐室进行存储和释放电能，能在16兆帕高内压下，以100兆瓦功率持续供电4小时。

该项目是中国铁建积极落实习近平总书记“向地球深部进军”重要指示精神以及结合自身资源禀赋，将地下空间作为培育新质生产力的标志性成果。

什么是压缩空气储能？

压缩空气储能简单理解就是把空气变成“电池”， 基本原理可概括为：电能→压缩能→电能。 在用电低谷期利用电网富余电力驱动压缩机，将空气压缩密封在储气设施中。在用电高峰期释放高压空气推动膨胀机带动发电机发电，缓解高峰供电压力。

虽然能源多次转换会带来一定耗损，但其削峰填谷、旋转备用、应急响应等功能，以及对清洁能源、能源供给的探索意义远远大于能耗。  

近年来我国压缩空气储能技术发展迅速，与传统电池相比，压缩空气储能具有规模大、寿命长、成本低、更环保等优势。《2025中国新型储能行业发展白皮书》中，压缩空气储能被列为最具发展前景的大规模储能技术之一。在今年全国14个新列入的储能项目中占比达到50%，具有广阔的发展空间。  

 

但长期以来这个行业存在无法规避的难点，那就是储气场所的选址。 压缩空气储能工程主要有地面储气罐和地下储气库两类储气方式。 考虑到成本和应用规模等因素，后者的实际应用更为广泛。然而盐穴、矿洞等地下储气场所普遍受制于特定的地质条件，能够满足储气要求的位置可谓万里挑一。  

 

天然不够，人造来凑。对中国铁建来说，营造地下工程模拟天然环境自带禀赋优势。2024年全国两会期间，中国铁建党委书记、董事长戴和根提交了“加快深部地下空间开发应用”的提案，引发了行业和媒体的重点关注。  

深部地下空间开发应用，成为中国铁建转型升级培育新质生产力的重要方向。短短一年间组建地下空间产业技术研究院，牵头21家中央企业、20家高校和科研机构，组建深部地下空间利用创新联合体，迅速推进技术研究、产品研发、产业培育。  

 

其中铁一院依托极端环境岩土和隧道工程智能建养全国重点实验室，凭借数十年的复杂长大隧道建设经验，重点突破人工硐室领域，布局压缩空气储能等新兴市场、跨界市场，通过打造原创技术策源地实现了产业新赛道的实质性开拓，为中国铁建高质量发展作出了积极探索。  

 

针对本项目，铁一院与合作单位强强联合建立了“人工地下硐室+高压密封”技术体系，成功突破地形地貌条件限制研发地下五大核心技术，采用先进非补燃压缩空气储能技术，将迎战高压储气、密封防腐等世界级难题。  

采用“围岩+衬砌+钢衬”的刚柔相济韧性结构体系，发挥围岩承载能力保证硐室结构的密封性能，可承受16兆帕内压。 掌握高频注采条件下多层复合密封承压结构温度场和应力场分布及演化规律，以及温压循环作用下结构演变规律，提出“围岩-衬砌-密封材料”荷载分担机制，建立最优计算方法。  

提出狭窄空间无窗口混凝土衬砌质量控制施工竖井、连接巷道及储气硐室群，快速施工组织、智能化施工管理关键设计方案，解决竖井及地下硐室群安全快速施工协调难题。提出大直径薄壁钢衬防变形施工两个独立的钢衬同时拼装，预计施工效率可提升40%，创造同类工程速度纪录。  

钢衬内外侧喷涂高性能涂层硐室内部实时监控，“温度+湿度+振动”数据保障系统30年长效运行。根据测算， 项目建成投用后可在7小时内储存28万度风电光伏弃电，4小时持续输出优质电能，年调峰能力达1.2亿千瓦时， 有效缓解地区电力供应和调峰压力。  

该工程已入选内蒙古储能示范项目，将推动我国压缩空气储能技术从“靠天吃饭”迈向“按需定制”，为构建新型电力系统提供可复制、可推广的“铁建方案”。  

 

党和国家要求中央企业不断增强核心功能、提高核心竞争力，在服务国家战略中做强做优做大，更好地实现经济属性、政治属性和社会属性的有机统一。中国铁建全面服务国家战略，不断进化升级综合基建实力。深部地下空间的开发应用，就是中国铁建胸怀“国之大者”根植自身专业体系，主动对接国家战略的生动实践。  

路在脚下，电影《流浪地球》里展示的地下城终将实现。地下空间+交通+能源+居住+农业……未来还有无限种可能。  

本文转载自公众号：中国铁建

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