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废弃矿洞竟成能源“保险箱”!山东盐穴储能变“废空间”成“聚宝盆”

2024-11-22 09:24:38来源:海报新闻 点击:3146 次

你知道吗,在山东省大汶口盆地区域地下800米到1000米的深处,隐藏着上千万年前形成的盐矿,这些盐矿经过溶解、开采后留下的废弃矿洞——盐穴,如今正成为空气、天然气、石油、氢气以及氦气等能源存储的理想场所,对确保国家能源安全、战略物资安全及“双碳”目标实现等具有重要意义。
为此,山东省煤田地质局在全省率先开展盐穴储能探索和实践,技术水平和工程实践综合能力走在全国前列。今年以来,先后开展盐穴储能相关项目10项,约占全国同类项目数量的30%。
千年盐穴焕新生
盐矿是一种古老的自然资源,当盐矿被溶解成卤水被抽走后,留下的洞穴就是盐穴。山东省煤田地质规划勘察研究院非常规能源技术中心主任王明介绍:“盐穴有比较好的盖层,密封性是比较完好的,而且不需要占用地面空间,稳定性和安全性也会比较好一些,不管是天然气、空气、石油,甚至还有废弃的二氧化碳等等,都可以存储进去进行长时间密闭保存。”
为了充分发挥出盐穴资源优势,山东省煤田地质规划勘察研究院通过先进的技术和创新思维,把盐穴从传统的盐业废弃物转变为绿色能源的“超级充电宝”,以科技创新为突破口,成功破解了多项关键技术难题。
例如,创新采用高密度三维地震精细探测、大口径复杂地层快速钻井、精准定向对靶等技术,成功破解山东省岩盐石膏夹层比例高、建库改造难度大、盐穴形态刻画精度低、腔体稳定性评价复杂等多项“卡脖子”技术难题。相关实践经验已在湖北、江西等地推广应用。
同时,研究院坚持“工程项目科研化”,充分发挥非常规能源勘查物探、钻井、录井、测井、化验、综合研究“六位一体”技术优势,率先在全国构建起盐穴储能领域“地—井—腔”协同勘查技术体系。攻克了大口径“S”型定向井轨迹控制等多项难题,开创全国集“盐腔形态精准刻画、老井井筒锻铣封堵、大口径定向钻进、井筒气密封测试、注气排卤”等工艺于一体的施工先例,实现以典型示范工程带动产业技术体系高效重构。
做盐穴储能的标杆典范
如何快速提升盐穴储能技术水平?研究院摸索出了把项目建设作为练兵场,以技术服务助推科技成果向现实生产力转化的攻坚道路,并不断在盐穴地下空间利用领域实现新的突破。
位于山东省泰安市的中储国能300MW、中能建350MW、中电建2×300MW储能三个大型重点储能电站项目,已成为盐穴储能技术的典范。其中,在今年4月30日,国际首套300MW先进压缩空气储能电站在泰安肥城市首次并网发电,成为目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压缩空气储能电站。
该电站利用山东省肥城市丰富的地下盐穴资源,通过空气为介质在电网侧实现大规模电力储能,为电网提供调峰、调频、调相、备用、黑启动等电力调控功能,有效支撑电力系统平稳、高效运行。可实现连续放电6小时,年发电约6亿度,在用电高峰为约20万到30万户居民提供电力保障,每年可节约标准煤约18.9万吨,减少二氧化碳排放约49万吨。
在省内,研究院重点服务泰安“储能之都”建设,通过对泰安现有盐腔进行技术可行性分析和研究,为产业创新提供有力支撑。在省外,研究院还服务国家重点油气存储库项目—江苏张兴储气库项目地下工程,突破高杂质盐矿沉渣空隙储气技术瓶颈,实现注气投运,跻身国际领先水平;承担江苏首个600MW压缩空气储能地下工程建设任务,该项目建成后将实现首台套全国产化重大技术装备示范应用。
引领产业创新路径方向
山东省盐穴资源丰富,年形成盐穴空间超300万m³,开发利用潜力巨大,而山东省的盐穴储能产业也正处于新生期,具有储能市场需求旺盛、企业投资意愿强烈、产业发展前景广阔等特点。
尽管当前,山东省煤田地质局坚持以科技创新引领产业创新,首创协同勘查技术体系,在推动盐穴储能科技创新与产业创新深度融合上闯出新路。联合中国科学院武汉岩土所、空天信息大学(筹)组建山东省首个盐(矿)地下空间储能科研部门—盐(矿)地下空间储能山东省工程研究中心,在盐腔探测、利用潜力评价、地下工程建设等方面取得显著业绩,获评省能源系统首届“创新工作室”“第十届杰出工程师团队”。
为了更好利用好盐穴储能这一前沿技术,山东省煤田地质局将继续配合大型储能企业在泰安、菏泽等条件成熟区域开展盐穴储能典型项目。以泰安肥城为重点,发挥盐穴老腔改造效率高、建库周期短等优势,引导岩盐企业、电力企业和能源企业共同打造老腔改造储能示范工程。并积极申报国家级创新平台,进一步加强关键技术攻关,构建符合山东实际的盐穴空间评价、老腔改造、优快建腔、运行监测等技术标准体系,积极探索废弃煤矿巷道、枯竭油气藏等深部地下空间储能,推动盐穴储能产业高质量发展.
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