地下儲能技術的案例
氫儲能技術路線圖譜
新能源+氫儲能，可以利用可再生資源特別是“棄風棄光”進行電解水制氫，再用氫氣發電，包括燃料電池發電上網和氫燃料電池汽車等在交通領域的應用。
相比電化學儲能，氫儲能更加高效。氫儲能適用于長時間、跨區域、靈活應對可再生能源季節性波動的儲能場景，是少有的能夠儲存上百千瓦時以上的儲能形式。
氫儲能技術可以在多個儲能領域發揮重要作用，使得它具有更豐富的商業化路徑和應用場景。這也讓氫儲能產業更具想象空間。
01
氫儲能技術路線圖
氫儲能的發展，需要從制氫、儲氫、運氫、發電等方面整體規劃， 在關鍵技術上進一步突破。
電解水制氫是一種清潔的制氫方式。目前主要是堿性水電解（AE）、質子交換膜水電解（PEM）、陰離子交換膜水電解（AEM）以及固體氧化物水電解（SOE）四種技術路線。堿性水電解與PEM的產業化程度相對較高，前者技術成熟、成本低，但快速啟動與變載能力相對較差；后者效率高，運行靈活，與風電、光伏的適配性更佳，但當前成本仍較高。
△水電解制氫儲能原理
圖源：葉明哲工作室
電解水制氫系統由電解槽、輔助系統組成。電解槽是電解反應發生的主要場所，輔助系統則包括電力轉換、水循環、氣體分離、氣體提純等模塊。從成本構成來看，電解槽在制氫系統總成本中的占比約為40%-50%，此外電力轉換系統、水循環系統以及氫氣收集系統也在總成本中占據較高的比例。
圖源：IRENNA、東北證券
氫儲能技術路線圖如下：
02
氫儲能產業圖譜
氫儲能技術可以在多個儲能領域發揮重要作用，使得它具有更豐富的商業化路徑和應用場景。
氫儲能產業鏈，可大致分為制氫、儲運以及應用三個環節。
展開 六大儲能技術路線分析
儲能技術在電力行業應用范圍
從技術原理上講，儲能技術主要分為物理儲能、電化學儲能和電氣儲能、熱儲能和化學儲能這幾大類。
儲能技術路徑分析
各類儲能技術中，抽水蓄能是應用最為成熟；儲熱技術也已處于規模化應用階段，目前我國火電靈活性改造大部分采取儲熱技術；鋰離子電池儲能開始近兩年得到了飛速應用；壓縮空氣以及液流電池也迎來了商業化應用。
各種儲能技術優缺點對比
六類儲能技術分析
01 抽水蓄能
抽水蓄能具有技術優、成本低、壽命長、容量大、效率高等優點。由于抽水蓄能電站運行模式是將能量在電能和水的勢能之間轉換，其儲能容量主要取決于上下水庫的高度差和水庫容量，由于水的蒸發滲漏現象導致的損失幾乎可以忽略不計，抽水蓄能的儲能周期得以無限延長，可適應各種儲能周期需求，系統循環效率可達70%-80%。與此同時，建設完成后的抽蓄電站壩體可使用100年左右，電機設備等預計使用年限在40-60年左右。
2021 年我國各儲能技術裝機占比
成本測算：當前最為經濟的儲能方式為探究抽水蓄能電站經濟性，我們對抽水蓄能電站儲能度電成本進行了測算。
抽水蓄能 LCOS 測算核心假設
考慮抽水蓄能電站初始投資成本與項目選址密切相關，后期新建項目選址經濟性下降，初始投資成本可能將會上升，另外電站實際循環次數假定在300-500次之間。我們預計不考慮充電成本的前提下，常規抽水蓄能電站LOCE范圍為0.23- 0.34元/kWh。
抽水蓄能 LCOS 敏感性分析
“十四五”以來，我國加快部署抽水蓄能項目開發建設。
展開 鋰電儲能系統熱失控防控技術研究進展
4 結論與展望
目前，對于熱失控機理和演化過程研究已經較為深入，而儲能電站鋰離子電池監測預警和防控技術仍然有很多問題亟待解決。本文綜述了儲能電站鋰電池熱失控特性及演化過程規律和防控技術，得到如下結論。（1）儲能電站鋰離子電池在外部濫用條件下的熱失控演化過程可劃分為3個階段和6個過程。3個階段分別是熱失控早期、熱失控發生期和火災初期。6個過程分別是放熱、產氣、增壓、噴煙、起火燃燒和氣體爆炸。整個演化過程各階段并不是獨立的，而是化學反應重疊交叉進行的。深入理解鋰電池熱失控特性及演化過程才能獲得可靠和先進的監測預警、抑制、滅火、抑爆技術。（2）在儲能電站監測預警方面，電信號、溫度信號和氣體信號作為單一的監測信號預警效果較差。未來需要構建以電信號為基礎，溫度和氣體信號為核心，煙霧和火焰信號為輔助的電-熱-氣-煙-光多參數耦合的熱失控全過程監測預警技術，并根據預警結果，提供相應的事故處置措施，如熱失控早期熱管理，熱失控發生期斷電冷卻、抑制，火災初期進行滅火。（3）在熱失控抑制、滅火和抑爆技術方面。熱失控發生期，利用阻隔技術將熱失控模組數量限制在一定范圍內，之后對其進行冷卻降溫，可有效防止火災事故的發生，實現儲能電站熱失控的安全應對。在火災初期，要針對鋰電池火災特點利用既能熄滅氣體火災，又能高效降溫的滅火介質或滅火技術抑制儲能電站火災。同時，儲能電站鋰電池熱失控后容易出現氣體擴散、運移在受限空間積聚后延遲點火發生爆炸的特征現象，可據此開發有效的通風稀釋、惰化和抑爆技術。
（本文來源：微信公眾號“儲能科學與技術”ID:esst2012 作者：喻航 張英 徐超航 余思瀚 單位：武漢理工大學安全科學與應急管理學院）
展開 電力“國家隊”看好哪些長時儲能技術？
國家電投從2017年開始進軍鐵-鉻液流電池技術研發領域，是這一技術的堅定支持者。
2022年1月20日，國家電投擁有自主知識產權的“容和一號”鐵-鉻液流電池堆量產線投產，每條產線每年可生產5000臺30kW“容和一號”電池堆。此前，國家電投集團科學技術研究院有限公司儲能技術研究所所長王含在電力行業儲能技術與應用研討2021年會中介紹，為推動技術產業化，國家電投鐵-鉻液流電池儲能產業園已于2020年簽約落地山東濰坊高新區，遠期建設目標是3GW。
同時，還在內蒙古霍林河啟動全球首個兆瓦級鐵-鉻液流電池儲能示范項目建設，預計2022年年底投產。
壓縮空氣儲能：對標抽蓄
壓縮空氣儲能技術在用電低谷時段利用電能，將空氣壓縮至高壓狀態并存于洞穴或壓力容器中，使電能轉化為空氣的內能存儲起來，在用電高峰時段將高壓空氣從儲氣室釋放，進入燃燒室燃燒利用燃料燃燒加熱升溫后，驅動渦輪機發電。
壓縮空氣屬于大規模機械儲能技術，單機規模可到100MW級，儲能時間可達4-10小時，壽命在30-50年。
壓縮空氣儲能與抽水蓄能一樣，易受地理條件約束，建造壓縮空氣系統，需要特殊的地理條件來作為大型儲氣室，如高氣密性的巖石洞穴、鹽洞、廢棄礦井等。此外，示范項目系統效率最高約61%，相比抽水蓄能的80%，效率較低。
近一年來，電力央企在壓縮空氣儲能領域進展頗多。
2021年9月30日，中國華能集團有限公司建設、調試和運維的世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站——江蘇金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目并網試驗成功。該項目于2017年獲國家能源局立項，由中鹽集團、中國華能和清華大學共同開發，一期工程發電裝機60兆瓦，儲能容量300兆瓦時，遠期建設規模1000兆瓦。
展開 
超大號電池——壓縮空氣儲能技術的“前世今生”
和一般熱力系統一樣，評價壓縮空氣儲能系統的重要指標之一為系統效率，是輸出能量和輸入能量的比值，其代表能量利用的熱力學完善程度，目前先進壓縮空氣儲能系統的理論計算效率可突破70%。另一個重要指標為能量密度，其為系統儲存的能量和儲存體積的比值，用于判斷系統是否能用較少的占地面積/體積產生較大的能量。除此之外，污染物和碳排放也是壓縮空氣儲能系統評價指標，基于此，目前發展了幾種零碳輸入的先進壓縮空氣儲能系統。
壓縮空氣儲能技術應用及發展現狀
壓縮空氣儲能技術是從上世紀50 年代發展起來的，目前世界上有兩個商業運行的壓縮空氣儲能電站，分別是德國的Huntorf電站、美國Mcintosh電站，它們均為帶有燃燒室和洞穴儲氣室的傳統壓縮空氣儲能系統。用電低谷時，多余的電帶動電動機和壓縮機將空氣壓入地下儲存室，用電高峰時，壓縮空氣進入燃燒室與燃料混合燃燒產生高溫高壓燃氣帶動膨脹機和發電機發電。
圖7 德國Huntorf電站
可以看出，傳統壓縮空氣儲能系統依賴于化石燃料和大型儲氣室，且系統效率較低（較高的美國Mcintosh電站能量效率約54%），其發展和應用受到限制。基于此，國內外學者在傳統壓縮空氣儲能的基礎上，通過采用優化熱力循環、改變工質或其狀態、與其他技術(包括儲能技術)互補等方法，開拓出了多種新型的壓縮空氣儲能技術，使其得到迅速發展，并得到產業界的廣泛關注。目前主要的壓縮空氣儲能技術包括：
蓄熱式壓縮空氣儲能系統（TS-CAES）
空氣壓縮過程會產生壓縮熱，在傳統壓縮空氣儲能中，這部分熱量通常被冷卻水帶走，最終耗散掉，而TS-CAES則將這部分熱量在儲能時儲存起來，而在釋能時用這部分熱量加熱膨脹機入口空氣，實現能量的回收利用，提高了系統效率。同時由于膨脹機前有壓縮熱的加熱，可以取消燃燒室，即該系統也擺脫了對化石燃料的依賴。
展開 哪種技術路線能支撐起長時儲能的大旗
大型壓縮空氣儲能系統中的膨脹 機具有膨脹比大、負荷高等特點，一般采用多級膨脹加中間再熱的結構。根據美 國電力研究協會報告，按 2002 年美元計價，百兆瓦級大型電站中，透平膨脹機 的投資成本大約在 185 美元/KW。
2.2.4、產業化：百兆瓦級先進壓縮空氣儲能系統并網 調試
自從 1949 年 Stal Laval 提出利用地下洞穴實現壓縮空氣儲能以來，國內外對壓 縮空氣儲能系統的研究和開發十分活躍。20 世紀 70 年代起，傳統壓縮空氣儲能系統進入商業化發展。目前唯二實現商業 化運行的大型壓縮空氣儲能電站是德國 Huntorf 和美國 Alabama McIntosh 電 站，輸出功率均達到百兆瓦級。作為傳統壓縮空氣儲能系統，其儲氣裝置為地下 洞穴或廢棄礦洞，發電過程中均需使用燃料，能量轉化率相對較低，在 45-55% 左右。
以中儲國能為代表的中國企業持續推進先進壓縮空氣儲能系統的研究。相較于傳 統壓縮空氣儲能系統，先進壓縮空氣儲能系統不依賴化石燃料、不使用儲氣洞穴， 具有壽命長、清潔無污染、儲能周期不受限制等優勢。中儲國能于 2021 年底實 現并網的張家口 100MW/400MWh 先進壓縮空氣儲能系統，設計效率達到了 70.4%，單位裝機成本降低至 450-750 美元/KW。該項目將有效促進我國壓縮空 氣儲能技術產業化進程。
2.3、鋰離子電池：優秀的中短時儲能技術同樣適用于部分長時場景
2.3.1、優劣勢：儲能技術較為成熟，但鋰資源約束明顯
優勢 1：鋰電池儲能是當前技術最為成熟、裝機規模最大的電化學儲能技術。根 據中關村儲能數據，2021 年鋰離子電池占中國新型儲能裝機量的 89.7%，是最 具代表性的新型儲能技術，目前廣泛應用于 1-2 小時的中短時儲能場景中，在 4-8 小時的儲能項目中也有應用。
展開 實現100%可再生能源需要儲能技術在這三方面的突破
美國國家可再生能源實驗室（NREL）研究員Kerry Rippy發表文章，題目是：These 3 energy storage technologies can help solve the challenge of moving to 100% renewable electricity（這三種儲能技術突破有助于解決向100%可再生電力轉變）。
近幾十年來，風能和太陽能發電的成本大幅下降，這也是美國能源部預測到2050年可再生能源將成為美國增長最快的能源來源的原因之一。然而，儲存能量仍然相對昂貴。而且，由于可再生能源發電并非總是可用，儲能是必不可少的。
在美國國家可再生能源實驗室（NREL）最近的一份報告中，研究人員估計，到2050年美國可再生能源存儲容量將有可能增加3000%，未來需要儲能技術在三方面突破來幫助實現這一目標。
更長的放電時間
從用于小型電子產品的堿性電池到用于汽車和筆記本電腦的鋰離子電池，大多數人已經在日常生活的許多方面使用電池，但電池仍有很大的改善空間。例如，具有長放電時間（最多10小時）的大容量電池在夜間儲存太陽能或增加電動汽車的續航里程方面很有價值，但目前很少有電池達到這種水平，根據最近的預測，到2050年這種性能的電池裝機容量可能超過100千兆瓦，是胡佛大壩發電能力的50倍。
儲能電池最大的障礙之一是鋰和鈷的供應有限，而鋰和鈷目前是制造輕質、高功率電池的關鍵。據估計，2050年世界上約10%的鋰和幾乎所有的鈷儲量將被耗盡。此外，世界上近70%的鈷是在剛果開采的，開采條件長期以來被證明不盡人意。
科學家們正致力于開發鋰和鈷電池的回收技術，并基于其他材料設計電池。特斯拉計劃在未來幾年內生產無鈷電池。
展開 2018第二屆亞洲動力電池與儲能技術峰會
同時隨著儲能產業的不斷發展，VR、無人機、智能穿戴以及機器人等新興產業的崛起，將進一步帶動全球對高性能電池的需求，電池產業相關設備、電池材料也將大幅受益。
在全球對電池強烈需求的情況下，我國電池技術“后勁不足”的問題日益凸顯。一，我國企業技術研發投入比較低。2016年，我國高技術制造業研究與試驗發展經費與主營業務收入之比為1.9%。國際上一般認為，當研發強度達到2%時，企業才能基本生存；當研發強度達到5%以上，企業才具有競爭力。二，產學研轉化能力不足。雖然我國每年有數以萬計的與電池相關的科研成果發表，但這些碎片化的知識難以直接滿足公司對電池產品的需求，這就導致了“研”和“產”不能直接對接。
本次論壇的承辦單位，能源學人、南屋實驗室、電池產業網聯合發揮各自優勢，構建了從電池研發到相關技術落地產業化的整條服務鏈。能源學人和電池產業網將分別挖掘科研單位、企業的需求及遇到的難題，并幫助二者實現技術對接。對于非成熟化技術，將通過南屋實驗室進行技術的改進，然后再與企業產業化對接。三方將整合各方資源，共同為我國新能源技術的發展建言獻策，促進新能源產學研高速轉化！
會議主要內容
本次會議將繼續圍繞“技術產業化”為核心，結合當今電池及其他儲能領域的熱點問題展開討論。主要涉及的關鍵點有動力電池、BMS（電池管理系統）、高能量密度、電池設計、電池安全、固態、鋅基、鈉基、鋰硫、高鎳、富鋰、鋰金屬、硅基、回收等等。
展開 何為地下工程“預鋪反粘”防水技術？
▲地下防水“預鋪反粘”工藝
延伸學習：
地下工程“預鋪反粘”防水技術
地下工程預鋪反粘防水技術，作為住建部《建筑業10項新技術》推廣技術，適用于地下工程底板和側墻外防內貼法防水。
△ 工程示例
采用預鋪反粘法施工時，在卷材表面的膠粘層上直接澆筑混凝土，混凝土固化后，與膠粘層形成完整連續的粘結（這種粘結是由混凝土澆筑時水泥漿體與防水卷材整體合成膠相互勾鎖而形成）。高密度聚乙烯主要提供高強度，自粘膠層提供良好的粘結性能，可以承受結構產生的裂紋影響。耐候層既可以使卷材在施工時可適當外露，同時提供不粘的表面供施工人員行走，使得后道工序可以順利進行。
何為“預鋪反粘”？
展開 BIM技術貫穿地下智慧工程
這種利用三維軟件進行綜合管廊設計的方式，不僅將管道的各類信息清晰、完整、直觀地呈現在施工人員和設計人員面前，還能夠利用數字技術，檢測管道使用中的數據，避免管道沖突或運行不暢等問題的發生，十分有利于市政地下管道的綜合、協同管理。
尚待解決的問題
綜合管廊模型在折角處會出現管廊結構、管道變形、支架錯位等情況。特別是在較短距離范圍內發生轉折角度較大時，上述情況更為嚴重。
管線變形、支架錯位
管廊結構變形
針對該問題可以提醒管廊二維設計人員，在設計過程中注意管廊結構的優化，以保證結構合理穩固且節約建材資源等。與此同時，需要BIM研發團隊進一步研究更適用于細節處理的相關軟件，以提高三維建模的準確性與高效性。
在進行梅觀市政化項目綜合管廊建模工作的過程中，BIM技術為設計工作帶來的便利得到了充分體現。雖然仍存在一些智能化程度不足的地方，例如管廊定位中心線還無法利用數據直接生成、管廊建筑節點模型需要根據平面樁號位置手動放置等問題。但BIM作為一項在二維設計基礎上創新改進而來的網絡技術，對于開展綜合管廊BIM正向設計起到了重要的推進作用，未來仍需設計及研發人員投入更多的精力，迎來BIM技術更廣闊的前景。
展開 2026年第三屆越南河內電池及儲能技術展覽會Battery Expo 2026
參展范圍：
電池產品及技術：各類動力電池及組件、儲能電池、固態電池、3C 電池、鉛蓄電池等各類電池以及電芯、材料、模組與 PACK 等
儲能產品及技術：儲能設備及組件、光儲一體化及配套設備、儲能電站及 EPC 工程、BMS 電池管理系統、儲能逆變器、充電樁技術等
新能源及光伏技術：太陽能、風能、地熱能、潮汐能、生物質能等新能源發電及其配套技術和設備，余熱/垃圾焚燒/沼氣發電技術、新光源及節能照明產品等；光伏材料應用技術產品如硅材、玻璃、封裝薄膜等
電力技術設備：輸配電設備、發電技術設備、 整廠設備及工程、電力調度系統設備、控制及測試電力設備及儀器、電器電子設備、自動化設備等
越南儲能市場：
伴隨著越南經濟的不斷持續發展、新能源汽車產銷量的增加、儲能規模的擴大、消費電子出貨量的增長，都在很大程度上刺激了其電池和儲能行業的發展勢頭。根據VAMA的數據顯示，在2022年，越南汽車銷量超過了40萬輛，其中電動汽車銷量占比接近10%，在未來仍存在著顯著增長潛力。在儲能領域，為了盡快實現“碳中和”目標，越南政府加快對可再生能源的產業布局，國內風力發電、光伏發電、水力發電等的裝機容量增長迅速，也帶動了其國內儲能規模的擴大，預計2023年年底將達到200MWh，未來五年并將以10-15%增速發展。但由于越南儲能技術市場起步較晚，目前其本土的新能源電池生產產能很難滿足國內日益增長的消費需求，這也因此導致市場對進口的高度依賴，而中國為其主要進口來源地。根據中國海關統計數據顯示，在2022年1-9月，越南從中國進口的鋰離子電池數量為5.68億個，較上年同期同比增長22.7%，高于同期印度、中國香港、韓國等地從中國進口的數量占比。
展開 
高層建筑地下室抗浮施工技術
且該技術產生的廢漿廢渣少，施工時無噪音污染，環保低碳節能節材無污染。積極相應綠色施工、綠色建筑的號召，吸引多方到項目參觀學習，同時得到了甲方、監理的高度評價，社會效益顯著。
參考文獻:
[1]中華人民共和國國家標準《建筑地基基礎工程質量驗收規范》(GB 50202-2002)
[2]中華人民共和國行業標準《高壓噴射擴大頭錨桿技術規程》(JGJ/T 282-2012)
[3]華錦耀;鄭定芳.地下建筑抗浮措施的選用原則.建筑技術.2003.202-203
[4]曾艷芳.抗浮錨桿在工程地下室中的應用.廣東建材.2005.57-58
展開 人防地下室一次性整體施工到位？技術交底來了！
管線走向注意事項：
人防頂板及四周圍護結構部分
（1）、 與防空地下室無關（指戰時及平時均不使用）的管道盡可能不穿過墻、板等圍護結構，上部建筑的三大管（污水管、雨水管、燃氣管）不得進入防空地下室；
若出現管道必須穿防空地下室頂板、臨空墻和門框墻時，其公稱直徑不宜大于150mm；并做好防護密閉處理；
平時施工預埋過程中，需考慮后期電信、監控等設備管線走向，預留預埋管線供其后期使用，嚴禁后期鉆孔。
穿過人防頂板、側墻的給排水管道應采用鋼塑復合管或熱鍍鋅鋼管，不能采用PVC管；
防空地下室施工中注意事項
（一）建筑專業
一、兩家設計院的圖紙要配合起來使用。施工中要注意同時滿足兩家設計院圖紙的要求，施工時不能只看一家的圖紙，必須把兩家的圖紙對照起來，配合起來使用。原則上民用部分以民用院圖紙為準，人防部分以人防圖紙為準。
二、施工前要注意熟悉圖紙，消化圖紙。防空地下室不同于一般普通地下室，有防爆、防毒、防輻射的專業要求，對施工質量要求較高。除了搞好防空地下室的主體施工之外，人防口部是施工的重點和難點。比如人防口部的門框有平整度和垂直度等技術指標要求，施工不精準的話，人防門就關不嚴實,達不到驗收標準。所以希望在施工時給予足夠重視，要注意提前對圖紙和設計選用的標準圖的有關節點詳圖進行消化理解，做到施工前心中有數，如果有不清楚的地方，或是發現兩家設計圖中有矛盾的地方，要注意及時與設計院溝通、聯系，避免因為錯漏而返工。
三、施工中，土建和設備要注意密切配合，對人防的預埋件、預留洞口以及人防封堵口的預埋鋼框要注意認真清理，避免錯漏，預埋構件與預留洞口要注意位置尺寸準確，方向正確。不允許澆注完混凝土后再來開鑿打洞，這樣會影響防空地下室的密閉性，影響防空地下室防護質量，達不到驗收規范的要求。
展開 JGJ165-2010《地下建筑工程逆作法技術規程》
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展開 城市軌道交通地下線振動噪聲整治技術研究與應用
此外，右線部分地段還存在鋼軌波磨（見圖3），里程為K10+380～K10+544（上股）和K10+310～K10+575（下股），與敏感點里程相重合，經判斷此類問題是造成地下線振動噪聲的主要原因[5-6]，必須予以及時整治。
