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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

绘制大规模地下储氢发展路线

2022-08-12

 储氢技术作为氢气“制”和“用”环节之间的重要桥梁,其重要性不容忽视。高压气态储氢、低温液态储氢,固态储氢及有机物液体储氢是目前主要的四种储氢技术,其中主流方式还是高压气态储氢。从长远来看氢能要实现其对净零排放的重大贡献潜力,就必须进行大规模储存。


  近日,江苏省井矿盐综合利用工程技术研究中心徐俊辉团队,在介绍世界地下储氢项目概况和研究进展及地下储氢技术问题的基础上,结合江苏省能源结构与盐穴特点,绘制了江苏省氢能发展路线图。研究成果以《大规模地下储氢技术研究展望》为题于8月11日发表于《储能科学与技术》。


  我国地下储氢研究较为滞后,尚无地下盐穴储氢实践。但是天然气地下储气库在国内已实现大规模推广,在建设和运营方面可以为氢气储运提供成熟经验与借鉴。


  目前,地下储气库主要有四种类型:含水层储气库,通过向盖层下注气驱替岩层中的水而成,其存储容量大,但勘探风险大、垫气不能完全回收。废弃矿坑储气库容量小且易漏气,很少被使用。枯竭的油气藏储气库利用油气田的原有设施及储气量大的优点在地下储气库中占的比例较大,但是地层中空隙体积过大会导致大量气体残留,增加垫气量,同时对地面设施的要求较高。盐穴储气库则因为其调峰能力强,注采气的效率高,对于垫层气量需求低,同时岩盐的密封能力大,盐结构的惰性,可以防止储存的氢气被污染,并且操作灵活,目前被认为是最有前景的地下储氢选择。


  虽然大规模地下储氢拥有广阔的应用前景,但在实施中也不可避免的存在技术问题和科学挑战。要实现安全高效的存储,在项目实施之前,不仅需要考虑存储类型、容量、稳定性和经济效益等因素,还需要对电力生产设施和地质储存潜力进行评估和研究。在项目运行中,氢气的注采过程还对井况和地下环境造成金属腐蚀、橡胶失效、水泥降解、氢气泄露等问题。


  江苏省拥有丰富的可再生能源资源,成熟的输气管路,并且拥有金坛、徐州师寨以及淮安等多处丰富的盐矿、盐穴资源。其中,金坛盐矿覆盖面积达 60.5 km2。盐层厚度大、夹层少、品位高,金坛盐穴深 1000 m 以上,远低于地下含水层,降水对地下储氢盐穴的安全影响可忽略不计,是建设地下盐穴储氢库的良好场所。


大规模地下储氢技术研究展望_陆佳敏-8.jpg

  氢能发展路线图


  结合江苏能源结构背景,将水电解制氢技术、盐穴储氢技术及天然气管道掺氢技术相结合,解决“制、储、运”的关键问题,这对加快氢能产业发展、推动我国能源结构改革、支撑可再生能源大规模发展、实现交通运输、工业等领域的深度脱碳均能起到重要作用。



  责任编辑:宫在芹
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