从空气到电能的魔法中国在戈壁沙漠建造世界最大超冷空气电池

  在青海省格尔木市的戈壁滩上，一排巨型白色储罐矗立在荒凉的大地上，宛如科幻电影中的场景。这些储罐内部温度低至零下194摄氏度，里面储存的不是什么奇异物质，而是我们每天呼吸的空气——只不过它们以液态形式被压缩储存，密度比常温气态空气高出750倍。这便是中国绿色发展投资集团与中国科学院理化技术研究所联手打造的全球最大液态空气储能项目，容量达到60兆瓦/600兆瓦时，远超此前英国保持的50兆瓦/250兆瓦时世界纪录。

  这个项目的雄心不止于规模。它试图解决困扰新能源行业多年的核心难题：如何在风光资源充沛时储存电能，在需要时再释放开来。传统的锂电池储能系统受限于成本和寿命，而抽水蓄能则严重依赖地理条件。液态空气储能技术提供了第三条道路——利用最普通的空气作为储能介质，理论上可以建在任何地方，储能时长可达数小时甚至数天。

  液态空气储能的工作原理听起来简单，真实的操作却极为复杂。在用电低谷时段，系统利用过剩的风电或光伏电力驱动压缩机，将净化后的空气多级压缩至高压状态。随后，高压空气经过换热器逐级冷却，最终在零下194摄氏度左右液化，储存在常压绝热储罐中。这样的一个过程本质上是把电能转化为冷能，以液态空气的形式冻结起来。

  当电网需要电力时，液态空气从储罐中抽出，通过与环境热交换迅速气化膨胀。这样的一个过程中空气体积暴增750多倍，产生的高压气流驱动涡轮机旋转发电。总系统的能量转换效率可达50%至70%，虽然不及锂电池的90%以上，但在长时储能领域已经具备竞争力。

  格尔木项目的技术突破在于全国产化设备的应用。从压缩机、换热器到低温储罐，所有核心部件均由国内企业制造。项目配建了25万千瓦光伏发电站，形成新能源+储能的完整闭环。根据中国绿发青海分公司透露，项目基建及设施安装已于2024年底完成，正在进行最后的调试工作，计划于2025年内正式投运。

  在青海省格尔木市郊外的戈壁沙漠，一座设施正在利用压缩空气储存能量。（图片：供图）

  液态空气储能技术并非新概念，但真正的完成商业化运营却经历了漫长的探索期。英国Highview Power公司从2001年开始研发这项技术，2011年建成世界首个350千瓦/2.5兆瓦时示范项目，2018年又在伯明翰附近建成5兆瓦/15兆瓦时工厂。2019年，该公司宣布将在曼彻斯特附近建设50兆瓦/250兆瓦时商业项目，这一度是全球最大的液态空气储能设施。

  然而中国的追赶速度令人惊叹。格尔木项目2022年立项时，直接瞄准60兆瓦/600兆瓦时的超大规模，储能容量是英国项目的2.4倍。这种跨越式发展背后，是中国在低温工程、压缩机制造和系统集成领域的技术积累。中国科学院理化技术研究所在液化空气储能领域拥有多项核心专利，解决了大规模系统的热管理、冷能回收利用等关键技术瓶颈。

  相比锂电池和抽水蓄能，液态空气储能的优点是安全性和灵活性。它不使用稀有金属或有毒化学物质，不会产生爆炸或污染风险。储能时长能够准确的通过需求灵活设计，从几小时到几天不等。更重要的是，它不受地理条件限制——无论是沿海平原还是内陆戈壁，只要有足够的空间建设储罐，就能部署液态空气储能系统。

  当然，这项技术也面临挑战。50%至70%的能量转换效率意味着近一半的电能在储存和释放过程中损失了。系统的初始投资较高，设备制造和维护要专业技术。更关键的是，液态空气储能要与成本不断下降的锂电池竞争，必须在经济性上证明自己。

  格尔木项目选址也颇具战略意义。青海是中国重要的清洁能源基地，太阳能和风能资源极为丰富，但弃风弃光现象严重。这个60万千瓦时的超级空气充电宝可以帮助电网平滑新能源波动，提高清洁能源消纳比例。项目单次满负荷放电可持续10小时，足以应对用电高峰时段的需求。

  从全球视角看，液态空气储能正在成为储能领域的新兴力量。英国政府已将其纳入国家能源战略，Highview Power计划到2030年在英国建设四座新储能电站，总容量达10吉瓦时。中国的布局更加激进，格尔木项目只是开始，更多类似项目正在规划中。

  在戈壁深处那些巨型白色储罐里，蕴藏着能源转型的一个可能性答案。当空气可以被冻结储存、随时解冻发电时，我们距离真正的清洁能源时代或许又近了一步。

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