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【中国科学报】工程热物理所储能研发中心
“双拳”战略蓄势而发
  文章来源:中国科学报 杨琪 易小兰 陈聪 赵龙 发布时间:2014-09-01 【字号: 小  中  大   

  “以发展储能技术与产业为己任,致力于在压缩空气及蓄冷蓄热等若干储能领域,成为国内有优势、国际有地位的储能研发中心。”这56个字是澳门赌场工程热物理研究所(以下简称工程热物理所)储能研发中心主任陈海生对该实验室的战略定位,更是储能研发中心每位成员不断用智慧和汗水浇筑的理想。

  储能研发中心是工程热物理所最年轻的团队之一,经过3年努力,这支原本不足十人的队伍现今已有30多人。这支团队成绩不俗——建成15KW先进空气基础实验台与国际首套1.5MW级超临界压缩空气储能系统集成实验与示范平台,完成10MW超临界压缩空气储能系统的设计等。这些成绩离不开每一位成员的付出。

  “整装”才能蓄势而发

  早在于英国做访问学者期间,陈海生逐渐形成了“新型液态空气储能系统”的概念。那时,他所做的是一个仅有3万英镑支持的“液氮汽车发动机热力分析”项目。

  在该项目验收后,他提出创新想法——液氮发动机能量密度小做移动式前景有限,而固定式液态空气储能系统则是一块尚未开发的宝藏。因此,他将这个3万英镑的小项目最终做成了总投入达600万英镑的大项目,并在2009年成功实现兆瓦级示范。

  随着经济发展,我国能源供应日趋紧张,储能系统作为可在不同时间调节能源供需关系的一种方式而受到广泛关注。

  2010年3月,陈海生应工程热物理所邀请回国工作,他所开展的储能研究填补了我国在这一领域的空白。2011年,储能研发中心应运而生。

  团队成立之初,陈海生便明确该中心的理想和定位——面向储能领域的重大科技问题,特别是压缩空气储能及其储热的关键科学问题,努力成为国内有优势、国际有地位的储能研发中心。

  继而,团队分别制定出了长远和短期目标。“我们只做与工程热物理相关的储能领域问题,以压缩空气为主、储热为辅。”储能研发中心要专注地做好一件事。

  有了定位和目标,第三步便是如何产生成果。这个团队的理念是:“我们主导‘双拳’战略,一拳基础科研,一拳产业化”。经过两年多努力,国际首套1.5MW级超临界压缩空气储能系统集成实验与示范平台成功验收。

  “实验平台很重要,队伍建设更加重要。”陈海生对人才建设非常重视。在他看来,这支队伍“要有理想、有信念、有团队文化,有组织结构、有目标、有制度,它不会因为错失了一两个项目或走了一两个人而出现巨大波动。储能研发中心一定不能发展成某个人的课题组,否则就失败了”。

  精心构架 “部部”为营

  据介绍,根据储能系统的部件构成,储能研发中心相应成立了五大部门:总体与策划部、压缩机部、蓄冷蓄热部、膨胀机部和综合与工程部。这五大部门各司其职,不断创新。

  压缩空气储能系统主要包括三大部分:压缩系统、蓄冷蓄热系统、膨胀系统。这三个部分并非独立运行,它们组合起来,才形成一个完整的储能系统,过程需要流量、压力等多个参数的匹配,总体与策划部就主要负责这方面的工作。

  另一方面,总体与策划部还需要负责对项目的前期公关与申请,项目的后期管理与结题等工作。这些内容看似琐碎繁杂,但却关系到团队的稳定与发展。部长徐玉杰带领团队做到既有明确分工,又有共同合作工作体系,任务虽然繁多杂乱,但大家却有条不紊。

  压缩系统是压缩空气储能系统不可或缺的一部分,为系统下游提供压缩空气,承担着将待储蓄能源转换为系统可用压力能的任务。压气机部部长左志涛工程师说:“压缩机设计理论可以做得很完美,为了提高0.1%的效率可在结构设计上开展大量优化工作;但实际生产和运行却需要综合成本、安全性等因素考虑——高效必然带来高成本,高压意味着低安全性。因此,当理论与实践存在矛盾时,需要进行权衡和取舍。”

  蓄冷蓄热系统作为超临界压缩空气储能系统独有的组成部分,其性能优劣直接关系到整个储能系统效率的高低,因而对研发团队提出了更高的要求。在部门成员的努力下,蓄冷蓄热部先后研制成功了15KW和1.5MW级的超临界空气储能系统的蓄冷换热器,为相应系统的顺利运转立下汗马功劳。

  以压缩空气储能方向为主的同时,蓄冷蓄热部还在探讨蓄冷蓄热装置的新应用,比如工业余热应用、太阳能发电等。“不满足现状,追求创新”是蓄冷蓄热部部长王亮高级工程师一再强调的理念。他认为:“创新是解决长远发展问题的根本,是研究所科研人员更应做好的事情。”

  膨胀机作为能量转化的媒介,负责在用电高峰释放压缩空气存储的能量,使其对外做功发电。由于膨胀机不像压缩机那样应用面广,国内目前尚无专门的膨胀机生产厂家,更不用谈序列化产品,这大大增加了膨胀机的设计和加工难度。

  膨胀机的设计任务主要包括气动设计、结构设计和强度校核。然而设计仅仅是部门工作的万分之一,因为设计完成后,需要进行加工招标,这又涉及技术协议和商务谈判。对于刚进入工作岗位的年轻科研人员,这无疑是巨大的挑战。“我加入团队之前没有从事过加工工作,设计出来的产品厂家又不能完全加工出来。所以我们与厂家反复沟通、反复修改之前的设计。”该部部长李文高级工程师回忆道。

  经过两年多的锻炼,膨胀机部对未来10MW膨胀机的设计加工信心满满。

  给人才更大的发挥空间

  储能研发中心自成立以来便一直在不断探索科学管理方法与合理的激励制度,努力营造人才成长的良好氛围。

  对于团队中几位年轻的部长,陈海生非常欣慰地评价道:“年轻、责任心强、觉悟高、有理想、有信念。”

  储能研发中心的理念是“明确自身定位,将个人兴趣与团队需要相结合,让合适的人做合适的事”;在考核机制上,该中心抛弃传统的计时打卡制,实行节点管理即到时间节点交任务。“某个人的任务完不成团队所有人都在看着你,谁贡献多、谁贡献少一目了然了。”

  在激励机制方面,该中心坚持“老实人不吃亏、作贡献的人不吃亏、不吃大锅饭、不撒胡椒面”的做法,将激励分成两个层次——年终激励和项目激励。同时,伴随科研成果产业化的推进,该中心提出股权激励制度,让各位成员心里畅快——有付出就有收获。

  谈到中心建设,以100分的标准,陈海生非常“吝啬”地给出15分。这是因为,“对于这个从零开始的团队未来还有很长的路要走,团队的框架构成和管理制度都须进一步完善”。

  (原载于《中国科学报》 2014-09-01 第8版 平台)

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