1月9日，位于湖北省孝感市應城市的300兆瓦（MW）壓氣儲能電站示范工程全功率并網發電，這是繼2024年4月9日并網發電后，正式啟動兩個地下鹽穴注氣采氣，意味著應城300MW鹽穴壓縮空氣儲能電站開始商業運行。該工程的地下儲能系統由中國科學院武漢巖土力學研究所提供全過程技術支撐。
湖北應城300MW壓氣儲能電站示范工程，利用云應地區廢棄鹽礦洞穴為儲氣庫，打造一個超級“充電寶”——單機功率達300MW級，儲能容量達1500MWh，系統轉換效率約70%，每天儲能8小時、釋能5小時，年均發電約5億千瓦時。以空氣為介質，轉化的電量可以滿足75萬居民一年的用電需求，可有效應對新能源發電的波動性、間歇性和隨機性，為湖北省電網安全穩定運行和省內新能源消納發揮重要作用。
地上工程決定好壞，地下工程決定成敗，深地儲氣庫是壓氣儲能工程的決定性因素。應城項目鹽穴儲氣庫地質條件復雜，大口徑注采井鉆完井難度大。武漢巖土所楊春和院士團隊與數科集團深地技術科研團隊、中石油系統內多個單位深度協同，經過聯合技術攻關與實驗論證，不斷優化鹽穴利用方案、鉆井工程系統方案，攻克復雜鹽穴空間高效利用成套技術、數智化選址技術，打造了一系列國際尖端技術和配套產品包。該團隊在世界范圍內首次成功應用鹽穴沉渣空間儲氣，首創國內最大口徑注采井方案，大幅提高了鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，降低了工程造價并縮短了建設工期。
目前，鹽穴的造腔方式有單井單腔、水平對接井。壓裂形成的鹽穴老腔具有形態差，難利用的特點。武漢巖土所科研團隊利用現場試驗論證出，腔體具有良好的密封性，具備充分的儲氣潛力。實踐證明，利用水平壓裂形成的鹽穴水平老腔可以用于地下儲能，開辟了利用壓裂形成的鹽穴水平腔的新道路，為我國鹽穴采空區的大規模利用奠定了堅實的基礎，開啟了鹽穴儲能新的應用前景。
該項目采用創新的沉渣空隙儲氣擴容新方案，解決了中國鹽巖層與國外鹽丘之間的差異。由于中國鹽巖層在造腔過程中會產生大量沉渣，通常這些沉渣占據了鹽穴空間，導致下部沉渣空隙體積無法利用。武漢巖土所團隊通過現場測試，論證沉渣空隙儲氣的可行性，進而利用沉渣空隙，使鹽穴地下空間的利用率從20%提高到70%以上。
這一創新成果解決了沉渣占用空間的問題，極大提高了鹽穴的儲氣能力，為未來的鹽穴壓縮空氣儲能電站建設提供了可行的技術路徑。
應城項目的鹽穴地質條件復雜，地下腔體形態探測存在誤差，沉渣中的氣液界面無法探測。武漢巖土所團隊建立了氣液界面計算的理論基礎，提出了沉渣空間計算的新方法，首次實現了高位注氣低位排鹵的新方案，解決了中國層狀鹽巖與國外鹽丘的差異，確保了鹽穴壓氣蓄能電站沉渣空間注氣排鹵的安全運行，突破了鹽穴空間的利用瓶頸。
我國鹽礦資源豐富，存在大量鹽礦地下采空區，利用已有老腔不僅能夠避免鹽礦采空區沉陷、垮塌等地質災害，將鹽礦采空區變成地下空間資源，變廢為寶，實現了鹽礦地下采空區的資源化利用。應城300MW壓縮空氣儲能項目的實施，為我國壓縮空氣儲能技術提供了寶貴經驗，為后續數百座鹽巖壓縮空氣儲能庫建設與運行奠定了理論基礎并提供了技術支撐。相關技術已全面應用于我國目前在建及擬建的鹽穴壓縮空氣儲能電站，包括湖南衡陽、河南平頂山、江蘇淮安、江西樟樹、云南安寧、陜西榆林、山東泰安、四川自貢等8省的18座鹽穴壓縮空氣儲能電站，累計總功率達1950MW。
湖北應城300MW壓縮空氣儲能電站
高位注氣、低位排鹵示意圖
壓氣儲能電站工作示意圖
本文鏈接：武漢巖土所助力全球首座300MW壓氣儲能電站全容量并網發電http://www.sq15.cn/show-12-622-0.html
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