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                    地下鹽穴,緣何成為儲能新寵?

                    鹽穴儲能作為地下儲能的重要形式之一,可以充分利用地下閑置空間,實現多種形式能量的大規模高效存儲,具有儲存容量大、儲存壓力高、清潔環保、安全可靠、經濟性好等優點,對于優化能源結構、促進清潔能源生產、保障國家能源安全意義重大
                    關鍵字: 鹽穴,儲能

                    人類開采鹽礦用于食用和保存食物已經有上千年的歷史了。在我國,開采鹽礦的歷史應早于商代,并上溯到夏代,甚至夏以前的洪荒時代。鹽巖水溶開采的應用在我國大約有1000多年的歷史。

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                    鹽穴(鹽腔)是利用水溶開采方式在地下500~2000米深度的鹽層中形成人造地下洞穴。鹽穴的大小和形狀根據不同的地質條件而定,其體積可高達百萬立方米,不亞于一個摩天大樓。

                    開采鹽巖只要向地下鹽巖層鉆井中注入清水,使鹽溶化后采出飽和鹵水即可形成空腔。鹽巖具有非常低的滲透率與良好的蠕變行為,力學性能穩定,即使產生微裂縫也可通過鹽的重結晶功能實現自愈合,能夠保證儲存溶腔的密閉性,能夠適應地下儲存壓力和介質的變化。因此,應用地下鹽巖溶腔越來越受到能源領域相關企業的重視。

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                    由于鹽腔深埋地下,且在產生局部地層裂縫條件下可自重結晶愈合,地下鹽穴就成了很好的密封儲存介質,提供了一個巨大而安全的地下空間。

                    石油、天然氣領域,我國從2007年開始開展了鹽穴綜合利用實際應用,利用鹽穴提供的巨大存儲空間來存儲天然氣實現調峰作用,存儲石油作為戰略儲備物資,為民生、為國家能源安全提供了保障。據國際天然氣聯盟(IGU)預測,到2030年全球地下儲氣庫調峰需求量將達到5.03×1011立方米,這需要在現有地下儲庫基礎上新建地下儲庫183座,預計需要新增工作氣量1.406×1011立方米才能滿足今后的調峰需求。隨著各類天然氣管線、油氣管道的運行,為了提高管道利用率,解決現有儲運基礎設施工程建設能力、速度與國家需求不匹配問題,地下儲氣庫的建設呈現出高需求態勢,未來10年將是我國鹽穴儲氣庫建設的高峰期。

                    空氣壓縮儲能領域,新型儲能成為能源領域碳達峰碳中和的關鍵支撐之一。2022年國家發展改革委、國家能源局發布《“十四五”新型儲能發展實施方案》中提出“開展壓縮空氣儲能等關鍵核心技術、裝備和集成優化設計研究,到2025年新型儲能由商業化初期步入規?;l展階段、具備大規模商業化應用條件”。壓縮空氣儲能進入重要發展機遇期,利用鹽穴存儲空氣是最為經濟、最為安全的儲存方式,成為各大能源企業的新寵。

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                    儲氫領域,鹽穴儲氫蓬勃發展。氫能將是實現全球能源清潔、低碳發展的關鍵路徑之一,目前這一全球共識正逐漸形成。已有研究表明,鹽穴儲氫成本至少比電池儲氫成本低100倍。我國正在開展一系列鹽穴儲氫的科研攻關。

                    廢棄物回填領域,人們將地面固體廢棄物進行粉碎處理后,注入地下鹽穴。我國江蘇淮安、山東泰安、安徽定遠等地都已有堿渣、鹽泥等固體廢物回填的案例。

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                    在“30·60”目標的大背景下,鹽穴儲能作為地下儲能的重要形式之一,可以充分利用地下閑置空間,實現多種形式能量的大規模高效存儲,具有儲存容量大、儲存壓力高、清潔環保、安全可靠、經濟性好等優點,對于優化能源結構、促進清潔能源生產、保障國家能源安全意義重大,是實現國家可持續發展和綠色發展戰略的重要選擇之一。

                    (作者:曾渠豐 湖北省勘察設計大師、中國電力工程顧問集團中南電力設計院副總工程師;姚院峰 中國電力工程顧問集團中南電力設計院巖土工程室主任)

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