5月8日,奥地利RAG公司在Rubensdorf的一个前天然气库启动全球首个地下储氢试点项目。试点项目将储存120万立方米氢气,相当于4.2 GWh的电力。储存的氢气将由康明斯提供的2 MW质子交换膜电解槽生产,项目运行之初该电解槽将在基本负荷下运行以生产足够储存的氢气,项目运行后期,电解槽将以更加灵活的方式运行,将多余的可再生电力传输至电网。
作为氢能经济发展的一个重要里程碑,该试点项目将展示地下储氢在季节性储能方面的潜力,并为氢能的大规模部署铺平道路。尽管仍有大量的挑战需要克服,但无疑是朝着更加可持续且脱碳的能源系统迈出的重要一步。
地下储氢,即利用地下地质构造进行大规模的氢能存储。通过可再生能源发电并制取氢气,将氢气注入盐穴、枯竭油气藏、含水层和衬砌的硬岩洞等地下地质构造中,实现氢能的储存,有需要时可将氢气从地下储氢场所采出用于燃气、发电或其他用途。
氢能可以以多种形式储存,包括气体、液体、表面吸附、氢化物或液态有机载氢体等。但是为了实现辅助电网平稳运行,建立完善的氢能源网络的目标,地下储氢是当前唯一可行的方法。管道或储罐等地面储氢方式的储存和排放能力有限,只有数天时间。要满足数周或数月规模的能源储存供应,则需要地下储氢。地下储氢可以满足最长至几个月的储能需求,需要时可采出直接使用,也可以转化为电能利用。
不过,地下储氢也面临诸多挑战:
一、技术发展迟缓
目前,在枯竭的气田和含水层中储存所需的研究开发和示范发展缓慢。需要更多的研究来评估枯竭油田中残留天然气的影响,含水层和枯竭气田中可能产生污染物和氢气损失的原位细菌反应,以及可能受到氢气特性影响的储存密封性的影响。
二、项目建设周期长
地下天然气储存项目需要相当长的建设周期,盐穴和枯竭储层需要5至10年,含水层储存需要10至12年。对于储氢项目,可能会存在有更大的时间滞后。
三、受限于地质条件
当地的地质环境决定了地下储气设施的潜力。在潜力有限的地区,氢可以通过化学转化过程作为液体载体大规模存储,但是能量的转换效率对应也会降低。
虽然氢能由于效率低、成本高等缺点,仍未得到大规模的应用,但由于其在各个重要领域中脱碳的关键作用,在未来,氢能具有广阔的发展前景。