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| 废弃盐穴变储能聚宝盆 |
| 加入时间：2025-02-16 来源：经济日报
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新型储能作为支撑新型能源体系和新型电力系统建设的关键技术，是加快能源绿色低碳转型的重要支撑。党的二十届三中全会提出，加快规划建设新型能源体系，完善新能源消纳和调控政策措施。日前，位于湖北省孝感市应城市的300mw（兆瓦）压气储能电站示范工程全功率并网发电，正式启动两个地下盐穴注气采气，意味着应城300mw盐穴压缩空气储能电站开始商业运行。
变废为宝
储能对于解决新型电力系统“双高”问题（高比例的可再生能源、高比例的电力电子设备）和新能源发电的波动性、间歇性、不稳定性至关重要。
压缩空气储能是一种新型大规模电力储能系统，用于电网削峰填谷、有效平衡供需，提高电网的调节能力和安全可靠性，具有大功率、长时间、全绿色等特点。具体来说，在电网负荷低谷期间，通过压缩机将空气压缩成高压状态，储存至储气库中，同时将压缩热储存于储罐中；在用电高峰期时释放储气库内高压空气，吸收储存的压缩热后，驱动空气透平机组发电。
近年来，湖北、江苏、山东等地纷纷探索盐穴压气储能技术。此次并网发电的湖北应城300mw压气储能电站示范工程，是目前已全面投用的单机功率世界第一、储能规模世界第一、转换效率世界第一的300mw盐穴压缩空气储能电站示范工程。
与压力容器储存等方式相比，盐穴压气储能有何优势？
“盐穴是地下盐层被开采后形成的腔穴。不仅密闭性好，而且稳定性高，是储存高压空气的理想场所，兼具使用寿命长、成本低、占地少、安全环保等诸多优势。相比兴建钢罐等压力容器储存的方式，利用盐穴等地下洞穴建设大容量储能电站，将显著降低原材料、用地等方面的成本。”中国科学院武汉岩土力学研究所研究员马洪岭表示，并非所有的盐穴都适合压气储能，一是要选择密闭性好、较为稳定、安全性高的盐穴，对盐层厚度和埋深也有一定的要求，并保证有足够的储存空间；二是适合压气储能的盐穴与电站间的距离不能太远，距离过远会降低储能系统的转化效率。
湖北应城有多年的盐矿开采历史，地下有丰富的盐穴资源。据介绍，应城300mw压气储能电站示范工程利用废弃盐矿洞穴作为储气库，打造一个超级“充电宝”——单机功率达300mw级，储能容量达1500mwh，系统转换效率约70%，每天储能8小时、释能5小时，年均发电约5亿千瓦时，转化的电量可以满足75万居民一年的用电需求，能有效应对新能源发电的波动性、间歇性和随机性，将对湖北省电网安全稳定运行和新能源消纳发挥重要作用。
突破难关
“地上工程决定好坏，地下工程决定成败。”这是专家们对盐穴压气储能工程的一致看法。压气储能的效率由地上工程决定，但深地储气库的建设却是压气储能工程最终能否实现的决定性因素。
湖北应城项目盐穴储气库地质条件复杂，大口径注采井钻完井难度大。中国工程院院士、中国科学院武汉岩土力学研究所研究员杨春和团队与数科集团深地技术科研团队、中石油等多家单位协同，经过联合技术攻关与实验论证，不断优化利用方案、钻井工程系统方案，成功攻克复杂盐穴空间高效利用成套技术、数智化选址技术，并在世界范围内首次利用水平压裂形成的盐穴水平老腔开展地下储能，首次实现了高位注气、低位排卤的沉渣空隙储气扩容新方案。
杨春和介绍，目前盐穴的造腔方式主要有单井单腔和水平对接井。压裂形成的盐穴老腔具有形态差、难利用的特点。武汉岩土所利用现场试验，论证出腔体具有良好的密封性，具备利用潜力。实践证明了水平压裂形成的盐穴水平老腔可以用于地下储能，为我国盐穴采空区的大规模利用奠定了坚实的基础。
“我国的层状盐岩不同于国外的盐丘，在造腔过程中会形成大量的沉渣并占据盐穴空间，无法利用其下部的沉渣空隙体积。不仅是储高压气体，在储氢、储氦领域都面临着盐穴上部有效空间太小、经济效益受限的问题。因此，我们探寻沉渣空隙储气扩容的新方案。”杨春和表示，通过现场测试，研究团队论证了新方案的可行性，实现了盐穴沉渣空间利用“零的突破”，盐穴地下空间利用率从20%提高到了70%以上，有效降低了工程造价并缩短了建设工期。
据了解，盐穴压气储能相关技术已全面应用于我国目前在建及拟建的盐穴压缩空气储能电站，包括湖南衡阳、河南平顶山、江苏淮安、江西樟树、云南安宁、陕西榆林、山东泰安、四川自贡等地的18座盐穴压缩空气储能电站，累计总功率达1950mw。
如何布局
近年来，随着我国能源结构的转型，可再生能源在能源体系中的占比逐渐增加，对加快储能建设提出了更高的要求。
2024年，我国新型储能装机规模突破7000万千瓦。截至2024年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达7376万千瓦，较2023年底增长超过130%。新型储能调度运用水平持续提升，2024年新型储能等效利用小时数约1000小时。
深部储能可以大幅度提高能源储备能力，是保障我国能源安全的重大战略需求。我国盐矿资源丰富，存在大量盐矿地下采空区，利用已有老腔不仅能够避免盐矿采空区沉陷、垮塌等地质灾害，还将盐矿采空区变成地下空间资源，变废为宝，实现了盐矿地下采空区的资源化利用。
“当前我国地下储气库‘从0到1’任务已经完成，现在我们要对地层进行分类，搞清楚哪些地方适合储备哪种能源。”除了储油、储气外，近几年，杨春和还把目光瞄准了储氢、储氦。
氢能具有来源广、热值高、无污染、应用场景丰富等优点，有效利用氢能是实现能源可持续发展的有效途径。“按照技术路线建设，未来合适的地层可以实现储油、储氢、储氦，实现多场景、多元素综合应用。”杨春和认为，大规模储氢是氢能产业发展的关键环节，也是我国实现“双碳”目标的重要战略选择。盐穴因其具有密封性能好、储氢规模大、成本低、安全性高等优点，是最具潜力的储氢方式。（记者 李思雨）
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