鹽穴,
是利用水溶開(kāi)采方式
在地下開(kāi)采較厚的鹽層后
形成的空腔,
具有儲(chǔ)存容量大、腔體承壓高、
密封性好、占地面積少、
建造和運(yùn)維成本低、分布廣泛等特點(diǎn)。
中鹽集團(tuán)擁有豐富的鹽穴資源,
目前仍以每年600萬(wàn)立方米左右的
速度增加,
未來(lái)形成地下鹽穴溶腔總?cè)萘?/p>
將超過(guò)1億立方米。
鹽穴的四周都是氯化鈉晶體,
可以承受十幾兆帕乃至二十兆帕的壓強(qiáng),
且這些鹽穴還有“自修復(fù)”的功能——
一旦鹽穴出現(xiàn)裂縫,
鹵水中的氯化鈉會(huì)析出,
形成結(jié)晶“修復(fù)”裂縫,
這使鹽穴成為很好的密封儲(chǔ)存庫(kù)。
這種“咸咸的”優(yōu)質(zhì)儲(chǔ)存庫(kù),
究竟還能用來(lái)干啥?
鹽穴+氫氣=?
截至2024年底,
我國(guó)氫氣年產(chǎn)能超5000萬(wàn)噸,
年產(chǎn)量達(dá)3650萬(wàn)噸,
均穩(wěn)居世界第一,
但在大規(guī)模、長(zhǎng)周期儲(chǔ)氫技術(shù)領(lǐng)域
發(fā)展相對(duì)滯后。
儲(chǔ)氫技術(shù)作為氫氣“制”“用”之間的重要橋梁,
是推動(dòng)氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵支撐。
而相較于高壓、液態(tài)和固態(tài)儲(chǔ)氫技術(shù),
地質(zhì)儲(chǔ)氫在成本、規(guī)模和存儲(chǔ)周期上
具備顯著優(yōu)勢(shì)。
故而,從20世紀(jì)70年代起,
美、英、法等國(guó)便開(kāi)展了地質(zhì)儲(chǔ)氫研究。
隨著我國(guó)綠氫產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,
大規(guī)模地質(zhì)儲(chǔ)氫的需求迫在眉睫。
那么,我們“儲(chǔ)”在哪里呢?
7月25日,
中鹽集團(tuán)與清華大學(xué)等單位合作的
國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃
“大規(guī)模鹽穴儲(chǔ)氫”主體工程
在江蘇常州正式開(kāi)工建設(shè)。
該工程規(guī)劃新建2組鹽穴,
形成2口注采氫井和2口注排鹵井。
該工程將作為大規(guī)模地質(zhì)儲(chǔ)氫
試驗(yàn)驗(yàn)證的載體,
開(kāi)展循環(huán)儲(chǔ)釋氫性能試驗(yàn),
助推我國(guó)形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的
鹽穴儲(chǔ)氫全套技術(shù)體系,
最終促成鹽穴儲(chǔ)氫的規(guī)?;a(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
鹽穴儲(chǔ)氫的來(lái)時(shí)路
2020年6月,
中鹽集團(tuán)與清華大學(xué)一起提出了
建設(shè)中國(guó)首座鹽穴儲(chǔ)氫庫(kù)的
前瞻性設(shè)想,
該設(shè)想先后經(jīng)過(guò)四輪國(guó)家級(jí)嚴(yán)格論證,
于2024年7月正式立項(xiàng)。
努力實(shí)現(xiàn)成功建設(shè)的過(guò)程中,
無(wú)論是數(shù)據(jù)庫(kù)、技術(shù)體系等“無(wú)形成果”,
還是新材料等“有形成果”,
都凝聚了項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)勇進(jìn)創(chuàng)新的精神。
截至2025年6月,
在地質(zhì)勘評(píng)方面,
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)建立了典型庫(kù)區(qū)地質(zhì)要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù),
提出了鹽穴地下儲(chǔ)氫庫(kù)的專(zhuān)有勘查技術(shù),
形成了鹽穴適用性評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系,
有效填補(bǔ)了鹽穴儲(chǔ)氫庫(kù)選址方面的空白;
在洞室設(shè)計(jì)方面,
建立了氣固耦合條件下
鹽巖滲流-蠕變-損傷演化模型,
闡明了不同儲(chǔ)氫壓力下的
鹽巖損傷及氫氣泄漏規(guī)律;
在專(zhuān)用材料方面,
研發(fā)了高強(qiáng)度抗氫鋼和
阻氫非金屬涂層材料,
為國(guó)內(nèi)氫能行業(yè)發(fā)展提供了重要的材料支撐;
在儲(chǔ)氫驗(yàn)證平臺(tái)設(shè)計(jì)方面,
構(gòu)建了交變壓力下泄漏風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)體系,
提升了密封性評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性
并實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警;
完成了對(duì)偶鹽穴儲(chǔ)氫驗(yàn)證平臺(tái)集成設(shè)計(jì)方案和
臨氫環(huán)境注采完井工具等核心裝備設(shè)計(jì);
提出了基于“注氫排鹵”和“注鹵排氫”的
恒壓對(duì)偶鹽穴儲(chǔ)氫試驗(yàn)平臺(tái)方案,
保證了大規(guī)模儲(chǔ)氫的安全性。
由此,
這一世界首例大規(guī)模恒壓儲(chǔ)氣工程,
顯示出對(duì)未來(lái)深地空間儲(chǔ)能
可期待而不可估量的影響。
鹽穴的“+∞”
就鹽穴綜合利用而言,
目前國(guó)際上已成功將鹽穴運(yùn)用于
儲(chǔ)石油、儲(chǔ)天然氣和
建設(shè)鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站,
而鹽穴儲(chǔ)氫等小分子氣體、
液流電池、二氧化碳封存等方面
國(guó)際國(guó)內(nèi)都還“在路上”。
在鹽穴儲(chǔ)存天然氣方面,
中鹽集團(tuán)與中國(guó)石油
合作建設(shè)的
我國(guó)首個(gè)天然氣戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)
——中石油“西氣東輸”鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)
2007年1月在金壇注氣成功,
目前運(yùn)營(yíng)43口鹽穴。
被稱(chēng)為中國(guó)鹽穴儲(chǔ)氣第一庫(kù)。
2016年6月,
中鹽集團(tuán)與中國(guó)石化合作建設(shè)的
“川氣東送”首個(gè)天然氣鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)
在金壇注氣成功,
目前運(yùn)營(yíng)15口鹽穴。
中石化“川氣東送”金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)
2018年10月,
中鹽集團(tuán)與港華燃?xì)饧瘓F(tuán)
合作建設(shè)的
金壇港華儲(chǔ)氣庫(kù)投產(chǎn),
作為我國(guó)首個(gè)商業(yè)化鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù),
已運(yùn)營(yíng)10口鹽穴,
后續(xù)項(xiàng)目正在建設(shè)中。
港華金壇鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)項(xiàng)目往來(lái)1井
在鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能方面,
這種新型儲(chǔ)能方式
建設(shè)成本低、環(huán)保、
周期短、容量大、響應(yīng)快,
與大規(guī)模新能源消納更加匹配。
2022年,
中鹽集團(tuán)與清華大學(xué)合作申報(bào)的
世界首個(gè)非補(bǔ)燃式鹽穴空氣壓縮儲(chǔ)能項(xiàng)目——
60MW鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能?chē)?guó)家示范項(xiàng)目
成功投運(yùn)。
“非補(bǔ)燃”是針對(duì)“補(bǔ)燃”而言的,
后者在釋放壓縮空氣發(fā)電時(shí),
會(huì)燃燒煤、天然氣等加熱空氣
產(chǎn)生更大推力,
而非補(bǔ)燃沒(méi)有這個(gè)過(guò)程,
因而更加環(huán)保。
該項(xiàng)目已連續(xù)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)超過(guò)1000天,
是迄今唯一長(zhǎng)期穩(wěn)定商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的
鹽穴壓氣儲(chǔ)能項(xiàng)目,
正式拉開(kāi)了我國(guó)鹽穴儲(chǔ)能事業(yè)的序幕。
鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)示意圖
2024年,
中鹽集團(tuán)與中國(guó)華能
在江蘇合作建設(shè)
二期2×350MW鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站,
建設(shè)兩套35萬(wàn)千瓦
非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能機(jī)組,
這是目前全球單機(jī)功率最大、
總?cè)萘孔畲蟆?/p>
綜合效率最高的壓縮空氣儲(chǔ)能電站,
投產(chǎn)后將大幅提高儲(chǔ)能調(diào)峰能力,
每年減少碳排放超52萬(wàn)噸,
大幅提升地方電網(wǎng)調(diào)節(jié)和新能源電力消納能力,
有效改善區(qū)域能源結(jié)構(gòu)。
全球最大鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站——華能金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電二期項(xiàng)目
此外,中鹽集團(tuán)與南方科技大學(xué)
聯(lián)合研發(fā)的鹽穴液流電池項(xiàng)目,
在正負(fù)極有機(jī)活性分子材料、
電堆設(shè)計(jì)等方面取得重大突破,
已進(jìn)入新的研發(fā)階段;
從“百味之首”到“化工之母”,
再到“能源之友”,
這是鹽的第二次價(jià)值創(chuàng)新。
鹽穴綜合利用不僅是傳統(tǒng)鹽業(yè)煥新的典范,
也將在國(guó)家能源安全與綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展中
發(fā)揮更加重要的作用。
中鹽集團(tuán)將持續(xù)致力于打造
鹽穴“多能并儲(chǔ)”新發(fā)展格局,
為我國(guó)能源事業(yè)發(fā)展注入更多活力,
為全球能源變革提供“中國(guó)方案”。
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