原標(biāo)題：地下千米廢棄鹽穴，變身“城市充電寶”

來源：大眾報(bào)業(yè)·大眾日報(bào)

原標(biāo)題：地下千米廢棄鹽穴，變身“城市充電寶”

來源：大眾報(bào)業(yè)·大眾日報(bào)

國際首套10MW鹽穴壓縮空氣儲能國家示范電站。

□ 本報(bào)記者 王洪濤 曹儒峰

本報(bào)通訊員 孫夢涵 紀(jì)宗玉

王大偉

在肥城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，坐落著一個神奇的儲能電站，不燒煤、不燒天然氣，而是通過地下千米的廢棄鹽穴將空氣壓縮實(shí)現(xiàn)儲能，被稱為超大號“城市充電寶”。這是國際首套10MW鹽穴壓縮空氣儲能國家示范電站，2021年9月并網(wǎng)發(fā)電；2022年7月，獲批成為我國首座參與電力現(xiàn)貨交易的壓縮空氣儲能獨(dú)立電站。

《山東省建設(shè)綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展先行區(qū)三年行動計(jì)劃（2023-2025年）》提出提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力，提升新型儲能應(yīng)用水平，推廣能量型鋰電池、壓縮空氣等先進(jìn)儲能技術(shù)。廢棄鹽穴為何會與儲能牽上線？這種新型儲能技術(shù)有何亮點(diǎn)，對落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略有何作用？

低谷時(shí)段充電，高峰時(shí)段放電

“丁零零！”4月23日下午6時(shí)26分，肥城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)10MW鹽穴壓縮空氣儲能國家示范電站集控室內(nèi)，一陣電話鈴聲響起。

“6時(shí)56分準(zhǔn)時(shí)并網(wǎng)調(diào)峰。”電話那頭是國家電網(wǎng)調(diào)度中心的指令。

電站的工作人員收到指令后，立即按下鹽穴儲能釋放電能啟動鍵。這時(shí)，電站的空氣膨脹機(jī)開始發(fā)電前的暖機(jī)升速，隨后存儲在鹽穴中的高壓低溫空氣和儲存在導(dǎo)熱油罐中的熱能被同時(shí)釋放，電站開始發(fā)電。

“從接到指令，到發(fā)電設(shè)備100%高效運(yùn)轉(zhuǎn)，只需要12分鐘。”中國儲能（山東）電力能源有限公司項(xiàng)目經(jīng)理侯虎燦說，電站完成一次充電需要6個小時(shí)，可以連續(xù)發(fā)電4個小時(shí)，每小時(shí)能發(fā)電1萬度，可滿足4500戶居民一天的用電需要。

鹽穴是鹽礦開采后留下的廢棄礦洞，位于地下800—1000米處，容積可達(dá)數(shù)十萬立方米，并且穴壁夯實(shí)，經(jīng)得住地底高壓，可以用于儲存高壓空氣、天然氣、石油和氫氣等能源。

作為全國最大的井礦鹽生產(chǎn)基地之一，肥城市年制鹽規(guī)模達(dá)到720萬噸，形成了46對容積巨大、密閉性好、穩(wěn)定性高的鹽腔。“目前可利用腔體達(dá)2000萬立方米，而且每年還會產(chǎn)生300多萬立方米的巨型鹽穴。”肥城市副市長周學(xué)志說，如果這些鹽穴不用來儲能，老井就要進(jìn)行注水封堵，防止發(fā)生地面塌陷等事故。

肥城市把這些廢棄鹽穴作為“綠色財(cái)富”，將鹽穴儲能納入五大主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)鏈條，與全國儲能領(lǐng)域權(quán)威研究機(jī)構(gòu)中科院合作，高標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃鹽穴儲能產(chǎn)業(yè)園，高質(zhì)量推進(jìn)儲能電站項(xiàng)目建設(shè)。

“簡單來講，如果我們找到一個足夠大的腔體，向其中充入大量高壓空氣。放開充氣口，就能得到一大股風(fēng)；再利用這股風(fēng)，吹動發(fā)電機(jī)，就可以發(fā)電。鹽穴就是這個合適的大腔體。”侯虎燦說，利用鹽穴發(fā)電主要需要兩個步驟，第一步是在儲能階段，購買低谷時(shí)段的低價(jià)電或新能源利用率不足導(dǎo)致的“棄風(fēng)棄光”，利用過剩電能將空氣壓縮到地下的鹽穴中，實(shí)現(xiàn)電能向空氣勢能的轉(zhuǎn)化；第二步是在電能需求高峰時(shí)，將鹽穴中的高壓空氣放出，形成強(qiáng)大的風(fēng)力，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)空氣勢能向電能的轉(zhuǎn)化。

“鹽穴儲能是一種極具發(fā)展前景的大規(guī)模清潔物理儲能技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力和新能源消納能力。”侯虎燦介紹。

零碳排放，技術(shù)國際領(lǐng)先

風(fēng)電、光伏發(fā)電等新能源電力具有間歇性、波動性、隨機(jī)性等特點(diǎn)，與生產(chǎn)生活用電高峰之間存在時(shí)間差，未接入電網(wǎng)而被浪費(fèi)棄用，就產(chǎn)生了“棄風(fēng)棄光”。

實(shí)現(xiàn)我國能源發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)，“十四五”期間光伏發(fā)電和風(fēng)電等新能源發(fā)電的比重必將進(jìn)一步提升。然而，新能源發(fā)電的間歇性等特點(diǎn)，需要配套儲能電站才能承擔(dān)電力保障。

侯虎燦介紹，目前，世界上最常見的大規(guī)模儲能技術(shù)是抽水蓄能。“這種方法雖然成熟可靠，但也存在一些缺點(diǎn)，電站的建設(shè)周期比較長，需要6至7年；需要占用大量土地資源，甚至破壞生態(tài)等。”侯虎燦說，相比之下，鹽穴儲能有著較強(qiáng)優(yōu)勢。

鹽穴特有的蠕變性，使其成為天然的能源存儲密封罐，即便腔體產(chǎn)生裂縫，天然礦鹽遇水融化再凝固后，裂縫很快就會自愈，這使得鹽穴具備良好的密閉性和自愈性。“鹽穴儲能電站建設(shè)周期較短，一年左右即可，且單位成本低、系統(tǒng)壽命長、不會造成環(huán)境污染，在‘雙碳’背景下，鹽穴儲能將得到越來越多的關(guān)注。”

“綜合開發(fā)利用這些廢棄的鹽穴，就是為可持續(xù)發(fā)展、綠色發(fā)展、高質(zhì)量發(fā)展另辟蹊徑。”肥城經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)黨工委書記、管委會主任孫棟說。在中科院工程熱物理所、武漢巖土力學(xué)研究所、中儲國能公司支持下，2021年9月23日，肥城10MW壓縮空氣儲能電站向電網(wǎng)發(fā)出了第一度電，標(biāo)志著全國首套鹽穴壓縮空氣儲能電站成功并網(wǎng)投產(chǎn)。“這是一種安全、環(huán)保、高效的大規(guī)模物理儲能方式，電效率達(dá)到70%以上，整個過程沒有碳排放，技術(shù)及性能國際領(lǐng)先。”

2022年7月，該電站又獲批成為我國首座參與電力現(xiàn)貨交易的壓縮空氣儲能獨(dú)立電站，入選“山東省能源領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品和新設(shè)備目錄”和“2021年國家能源領(lǐng)域首套重大技術(shù)裝備”。

“肥城10MW先進(jìn)壓縮空氣儲能示范電站每年可發(fā)電1320萬度以上，年度節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約4200萬噸，實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排1.1萬噸。”侯虎燦說。

從10MW到300MW，擁抱儲能新風(fēng)口

10MW鹽穴壓縮空氣儲能國家示范電站不遠(yuǎn)處，是中儲國能300MW鹽穴壓縮空氣儲能電站項(xiàng)目的施工現(xiàn)場。工地上，挖掘機(jī)推土機(jī)轟鳴震耳，重型卡車來回穿梭，工人們正在緊張有序地放線、定位、埋樁。該項(xiàng)目入選國家能源局2021年國家能源領(lǐng)域首臺（套）重大技術(shù)裝備項(xiàng)目、省2022年度儲能示范項(xiàng)目和省2022年重大基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目。

“項(xiàng)目第二階段為300MW，投資15億元，項(xiàng)目全部建成后，一小時(shí)能發(fā)電31萬度，相當(dāng)于一個中型抽水蓄能電站的規(guī)模。”中科院工程熱物理研究所項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李文介紹。

“鹽穴往往位于地下千米深處，儲能設(shè)施建設(shè)僅能通過管道井進(jìn)行，無法直接窺探其內(nèi)部真實(shí)而完整的場景，并且用于存儲壓縮空氣的腔室最好是有利于承受高壓的梨形，但天然產(chǎn)生的鹽穴形狀往往形狀不規(guī)則，需要人工打磨塑造，增加了工程建設(shè)的困難；再就是施工過程中難免遇到鹽穴中殘留的鹽分，高濃度的鹽水對鋼鐵等材料腐蝕性大，可能破壞施工設(shè)備。”李文認(rèn)為，鹽穴儲能技術(shù)的應(yīng)用還面臨多重挑戰(zhàn)，需要工程、科研、地質(zhì)勘探、機(jī)械研發(fā)等領(lǐng)域聯(lián)合一起攻堅(jiān)。

我省風(fēng)電、光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速、規(guī)模巨大，但電力調(diào)峰、儲能能力卻不足。2022年8月，省能源局印發(fā)《山東省風(fēng)電、光伏發(fā)電項(xiàng)目并網(wǎng)保障指導(dǎo)意見（試行）》，將儲能容量配置比例作為風(fēng)光項(xiàng)目并網(wǎng)的最優(yōu)先條件；對已落實(shí)建設(shè)條件的市場化項(xiàng)目，通過競爭獲得并網(wǎng)資格，優(yōu)先支持儲能容量比例高的項(xiàng)目。

“泰安鹽礦資源豐富，埋深適中，除開展鹽穴壓縮空氣儲能外，地下鹽穴還可以用來儲存天然氣。從地質(zhì)的角度看，泰安有潛力成為山東省的儲能中心，能儲氣、儲油、儲電，對山東的能源轉(zhuǎn)型將起到重要作用。”中國工程院院士、中科院武漢巖土力學(xué)研究所研究員楊春和說。

目前，中電建、中能建、華能等央企國企相繼進(jìn)駐肥城，落地產(chǎn)業(yè)鏈項(xiàng)目6個，年內(nèi)還將有6個項(xiàng)目簽約，12個項(xiàng)目總投資達(dá)到260.5億元，肥城市被確定為“魯中先進(jìn)壓縮空氣儲能重點(diǎn)區(qū)”。

未來，肥城將建成千兆瓦級鹽穴儲能基地，打造百億乃至千億級儲能產(chǎn)業(yè)。“肥城4個制鹽擴(kuò)穴項(xiàng)目已全部開工建設(shè)，將新打井40對，年新增制鹽規(guī)模540萬噸，整體制鹽規(guī)模突破1200萬噸。屆時(shí)年造穴能力由現(xiàn)在的300萬立方米，提升至500萬立方米。”肥城市委副書記、市長范長征說，“計(jì)劃用三年時(shí)間，打造千萬噸級的儲能配套制鹽產(chǎn)業(yè)園、千兆瓦級鹽穴儲能調(diào)峰基地、10億立方米鹽穴天然氣儲氣庫基地、百億級儲能儲氣裝備制造基地，推動經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展綠色化、低碳化。”

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