盐穴,曾经被当作盐矿开采后的废弃资源,如今正成为多种储能技术的重要载体之一。新型储能产业迅猛发展,盐穴资源价值日益凸显,堪称地下“储能银行”。
泰山脚下,一座利用空气发电的“超级充电宝”初具雏形。这就是全球在建单机功率最大的压缩空气储能电站——“能储一号”山东泰安350兆瓦压缩空气储能创新示范电站。这座“超级充电宝”的亮点之一,是利用地下盐穴来储存压缩空气,进而实现发电。其年发电量高达4.6亿度,相当于20多万户家庭一年的生活用电。
用电低谷时,富余的电能会驱动‘打气筒’,将空气压缩至‘气球’里形成高压状态。”中国能建集团所属中国能建数科集团泰安压气储能电站项目经理刘少勇解释说,“气球”就是指这座电站的储气库——地下废弃盐穴。空气压缩过程中产生的热量会以热水、熔盐等形态储存在地面的储热罐中。
用电高峰时,‘气球’会释放所储存的高压空气,同时储热罐会释放所储存的热量。这时,高压空气被加热,产生极大的膨胀力来驱动空气透平发电机组。这一过程,就像空气吹动风电机组的‘大风车’一样,产生电能并向电网供电。电站运行将有效实现电网的“削峰填谷”,显著提升电网的调节能力以及对风电、光伏等新能源的消纳能力。
2022年,国内首个盐穴压缩空气储能示范项目——金坛盐穴压缩空气储能项目投运,示范效应显著,自此行业开始进入高速发展期。国家能源地下储气库研发中心副主任、中国石油勘探开发研究院地下空间利用研究所所长完颜祺琪接受记者采访时介绍,当前,国内盐穴压缩空气储能项目已建成并网6座、在建8座、在研6座,主流装机规模300—350兆瓦,能源转换效率60%—70%。
“盐穴是实施大规模物理储能的理想场所。”国家管网集团储能技术公司盐穴(硐室)技术中心主任陈加松认为,利用盐穴等深层地下空间进行能源储备具有多种优势。
从安全角度看,盐穴深层地下空间处于恒温、恒压、密闭环境,盐穴四周由岩盐层保护,能够承受较高的运行压力。而且,岩盐具有低渗透性和损伤自愈合特性,能有效抵御地震、爆炸等外部冲击,从源头上管控环境风险。不仅如此,盐穴还有经济性好和节约用地等优势。单体盐穴容积可达数十万立方米,利用盐穴腔体作为储存容器,能够节省钢材、水泥等建材。此外,储库的主体结构位于深部地下,地面仅需配套建设少量的井口和集输设施,相比传统模式,占地规模得到有效控制。
以金坛储气库为例,目前其日调峰采气能力达2700万立方米,对应的地面注采井单井占地仅约两亩,极大地节约了宝贵的土地资源。开发盐穴资源,对于解决可再生能源消纳难题、构建以新能源为主体的新型电力系统也具有重要作用。理论上讲,利用盐穴建设压缩空气储能电站,具有容量大、寿命长、响应快等优势。长期以来,单一的采卤制盐模式导致地下空间资源利用率低,且留下了大量废弃老腔,存在安全隐患。通过“采卤—造腔—储能”一体化开发,可以将废弃的“地下空洞”转化为宝贵的“地下银行”。
我国地下盐矿资源丰富,储量超万亿吨,主要分布在江苏、湖北、河南等经济腹地。据粗略统计,我国符合储能使用条件的盐穴超2000腔。如果盘活相关资源,能实现1000万千瓦装机容量的盐穴储能能力。这相当于一座特大型城市的用电负荷,将有力促进我国新型电力系统的构建。(改编自科技日报 图片改编自 抖音 国资小新)
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