新型储能作为支持新型动力系统跟新型电力体系建立的要害技巧,是放慢动力绿色低碳转型的主要支持。党的二十届三中全会提出,放慢计划建立新型动力系统,完美新动力消纳跟调控政策办法。日前,位于湖北省孝感市应都会的300MW(兆瓦)压气储能电站树模工程全功率并网发电,正式启动两个地下盐穴注气采气,象征着应城300MW盐穴紧缩氛围储能电站开端贸易运转。
变废为宝
储能对处理新型电力体系“双高”成绩(高比例的可再生动力、高比例的电力电子装备)跟新动力发电的稳定性、间歇性、不稳固性至关主要。
紧缩氛围储能是一种新型年夜范围电力储能体系,用于电网削峰填谷、无效均衡供需,进步电网的调理才能跟保险牢靠性,存在年夜功率、长时光、全绿色等特色。详细来说,在电网负荷低谷时期,经由过程紧缩机将氛围紧缩成高压状况,贮存至储气库中,同时将紧缩热贮存于储罐中;在用电顶峰期时开释储气库内高压氛围,接收贮存的紧缩热后,驱动氛围透平机组发电。
比年来,湖北、江苏、山东等地纷纭摸索盐穴压气储能技巧。此次并网发电的湖北应城300MW压气储能电站树模工程,是现在已片面投用的单机功率天下第一、储能范围天下第一、转换效力天下第一的300MW盐穴紧缩氛围储能电站树模工程。
与压力容器贮存等方法比拟,盐穴压气储能有何上风?
“盐穴是地下盐层被开采后构成的腔穴。不只密闭性好,并且稳固性高,是贮存高压氛围的幻想场合,兼具应用寿命长、本钱低、占地少、保险环保等诸多上风。比拟兴修钢罐等压力容器贮存的方法,应用盐穴等地下窟窿建立年夜容量储能电站,将明显下降原资料、用地等方面的本钱。”中国迷信院武汉岩土力学研讨所研讨员马洪岭表现,并非全部的盐穴都合适压气储能,一是要抉择密闭性好、较为稳固、保险性高的盐穴,对盐层厚度跟埋深也有必定的请求,并保障有充足的贮存空间;二是合适压气储能的盐穴与电站间的间隔不克不及太远,间隔过远会下降储能体系的转化效力。
湖北应城有多年的盐矿开采汗青,地下有丰盛的盐穴资本。据先容,应城300MW压气储能电站树模工程应用放弃盐矿窟窿作为储气库,打造一个超等“充电宝”——单机功率达300MW级,储能容量达1500MWh,体系转换效力约70%,天天储能8小时、释能5小时,年均发电约5亿千瓦时,转化的电量能够满意75万住民一年的用电需要,能无效应答新动力发电的稳定性、间歇性跟随机性,将对湖北省电网保险稳固运转跟新动力消纳施展主要感化。
冲破难关
“地上工程决议优劣,地下工程决议成败。”这是专家们对盐穴压气储能工程的分歧见解。压气储能的效力由地上工程决议,但深地储气库的建立倒是压气储能工程终极是否实现的决议性要素。
湖北应城名目盐穴储气库地质前提庞杂,年夜口径注采井钻完井难度年夜。中国工程院院士、中国迷信院武汉岩土力学研讨所研讨员杨春跟团队与数科团体深地技巧科研团队、中石油等多家单元协同,经由结合技巧攻关与试验论证,一直优化应用计划、钻井工程体系计划,胜利霸占庞杂盐穴空间高效应用成套技巧、数智化选址技巧,并活着界范畴内初次应用程度压裂构成的盐穴程度老腔发展地下储能,初次实现了高位注气、低位排卤的沉渣缝隙储气扩容新计划。
杨春跟先容,现在盐穴的造腔方法重要有单井单腔跟程度对接井。压裂构成的盐穴老腔存在状态差、难应用的特色。武汉岩土所应用现场实验,论证出腔体存在精良的密封性,具有应用潜力。实际证实了程度压裂构成的盐穴程度老腔能够用于地下储能,为我国盐穴采空区的年夜范围应用奠基了坚固的基本。
“我国的层状盐岩差别于外洋的盐丘,在造腔进程中会构成大批的沉渣并盘踞盐穴空间,无奈应用其下部的沉渣缝隙体积。不只是储高压气体,在储氢、储氦范畴都面对着盐穴上部无效空间太小、经济效益受限的成绩。因而,咱们探寻沉渣缝隙储气扩容的新计划。”杨春跟表现,经由过程现场测试,研讨团队论证了新计划的可行性,实现了盐穴沉渣空间应用“零的冲破”,盐穴地下空间应用率从20%进步到了70%以上,无效下降了工程造价并收缩了建立工期。
据懂得,盐穴压气储能相干技巧已片面利用于我国现在在建及拟建的盐穴紧缩氛围储能电站,包含湖南衡阳、河南平顶山、江苏淮安、江西樟树、云南安定、陕西榆林、山东泰安、四川自贡等地的18座盐穴紧缩氛围储能电站,累计总功率达1950MW。
怎样规划
比年来,跟着我国动力构造的转型,可再生动力在动力系统中的占比逐步增添,对放慢储能建立提出了更高的请求。
2024年,我国新型储能装机范围冲破7000万千瓦。停止2024岁尾,天下已建成投运新型储能名目累计装机范围达7376万千瓦,较2023岁尾增加超越130%。新型储能调理应用程度连续晋升,2024年新型储能等效应用小时数约1000小时。
深部储能能够年夜幅度进步动力贮备才能,是保证我国动力保险的严重策略需要。我国盐矿资本丰盛,存在大批盐矿地下采空区,应用已有老腔不只可能防止盐矿采空区沉陷、垮塌等地质灾祸,还将盐矿采空区酿成地下空间资本,变废为宝,实现了盐矿地下采空区的资本化应用。
“以后我国地下储气库‘从0到1’义务曾经实现,当初咱们要对地层停止分类,搞明白哪些处所合适贮备哪种动力。”除了储油、储气外,近多少年,杨春跟还把眼光对准了储氢、储氦。
氢能存在起源广、热值高、无传染、利用场景丰盛等长处,无效应用氢能是实现动力可连续开展的无效道路。“依照技巧道路建立,将来适合的地层能够实现储油、储氢、储氦,实现多场景、多元素综合利用。”杨春跟以为,年夜范围储氢是氢能工业开展的要害环节,也是我国实现“双碳”目的的主要策略抉择。盐穴因其存在密封机能好、储氢范围年夜、本钱低、保险性高级长处,是最具潜力的储氢方法。 (经济日报记者 李思雨)
(义务编纂:李春晖)
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