在山东肥城,一项创新正在地下千米处悄然发生。作为全国重要的井矿盐生产基地,肥城已探明岩盐储量52.2亿吨,开采后留下的盐穴,如今正被赋予全新使命——变身“超级充电宝”,承载起储能的重任。
盐穴储能,这一新兴的储能方式正逐渐走入人们的视野。简单来说,在用电低谷期,利用电能将空气压缩到地下盐穴中,把电能转化为空气的势能储存起来;而在用电高峰期,释放压缩空气进行发电,实现电能的输出。这一过程如同给巨大的“气球”打气和放气,通过空气的压缩与释放,达成电能的存储与利用。
近年来,随着我国能源结构加速转型,可再生能源在能源体系中的占比不断攀升,新型储能作为支撑新型能源体系和新型电力系统建设的关键技术,重要性日益凸显。山东作为能源生产和消费大省,积极响应国家能源转型战略,在新型储能领域尤其是盐穴储能方面,展开了一系列深入探索与实践。
技术创新,突破“卡脖子”难题
山东省煤田地质局在盐穴储能探索中走在前列。面对山东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诸多“卡脖子”技术难题,他们积极行动。
在科研平台建设上,联合中国科学院武汉岩土所、空天信息大学(筹)组建了山东省首个盐(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。该中心在盐腔探测、利用潜力评价、地下工程建设等方面成果显著,获评省能源系统首届“创新工作室”“第十届杰出工程师团队”。
技术攻关层面,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,成功攻克多项难题。这些创新技术不仅在山东本地发挥作用,相关实践经验还已在湖北、江西等地推广应用。
同时,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,在全国率先构建起盐穴储能领域“地-井-腔”协同勘查技术体系。攻克大口径“S”型定向井轨迹控制等难题,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。
项目推动,助力能源产业升级
在泰安,围绕盐穴储能的项目建设正如火如荼地展开。省煤田地质局重点服务泰安“储能之都”建设,对泰安现有盐腔进行技术可行性分析和研究,为中储国能300MW、中能建350MW、中电建2×300MW储能三个大型重点储能电站项目建设提供关键技术支撑,助力全国规模最大盐穴储能示范应用基地落户泰安。
其中,参与建设的国内首家压缩空气储能商业电站——肥城10MW压缩空气储能电站,已入选2021年国家能源领域首套重大技术装备。该电站每小时能发电1万度,可满足4500户居民一天的用电需要,采用先进的非补燃式技术,回收压缩空气时产生的压缩热,电能转换效率可达70%以上,整个过程无碳排放。
在省外,省煤田地质局同样成果斐然。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时,突破高杂质盐矿沉渣空隙储气技术瓶颈,实现注气投运,技术达到国际领先水平;承担江苏首个2×300MW压缩空气储能地下工程建设任务,建成后将实现首台套全国产化重大技术装备示范应用。
未来展望,谱写绿色发展新篇
山东在盐穴储能领域已取得显著成绩,未来更有着宏伟蓝图。山东年形成盐穴空间超300万m³,开发利用潜力巨大。省煤田地质局将主动配合省有关部门,在全省开展盐穴地下空间利用潜力评价,摸清资源家底和产业潜能,全面掌握盐穴空间分布和分类,为科学谋划盐穴资源、压缩空气储能和储油(气)布局,建强产业集群提供参考依据,走在新型绿色能源产业发展前列。
当前,山东盐穴储能产业处于新生期,市场需求旺盛、企业投资意愿强烈、发展前景广阔。省煤田地质局将抢抓机遇,强化创新,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,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。
同时,发挥技术优势,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,利用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;以菏泽单县为重点,针对新区域未开采盐矿体,实施选址评价和采盐建腔一体化部署,提升土地、盐矿、盐穴地下空间多资源协同开发利用率,打造新腔建设储能示范工程。
从技术创新到项目实践再到未来规划,山东在盐穴储能领域正稳步前行。新型储能正为山东绿色低碳发展注入强大动力,助力山东在能源转型之路上越走越远。
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