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1月9日，位于湖北省孝感市應(yīng)城市的300兆瓦（MW）壓氣儲能電站示范工程全功率并網(wǎng)發(fā)電，這是繼2024年4月9日并網(wǎng)發(fā)電后，正式啟動兩個地下鹽穴注氣采氣，意味著應(yīng)城300MW鹽穴壓縮空氣儲能電站開始商業(yè)運行。該工程的地下儲能系統(tǒng)由中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所提供全過程技術(shù)支撐。湖北應(yīng)城300MW壓氣儲能電站示范工程，利用云應(yīng)地區(qū)廢棄鹽礦洞穴為儲氣庫，打造一個超級“充電寶”——單機功率達(dá)300MW級，儲能容量達(dá)1500MWh，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率約70%，每天儲能8小時、釋能5小時，年均發(fā)電約5億千瓦時。以空氣為介質(zhì)，轉(zhuǎn)化的電量可以滿足75萬居民一年的用電需求，可有效應(yīng)對新能源發(fā)電的波動性、間歇性和隨機性，為湖北省電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行和省內(nèi)新能源消納發(fā)揮重要作用。地上工程決定好壞，地下工程決定成敗，深地儲氣庫是壓氣儲能工程的決定性因素。應(yīng)城項目鹽穴儲氣庫地質(zhì)條件復(fù)雜，大口徑注采井鉆完井難度大。武漢巖土所楊春和院士團(tuán)隊與數(shù)科集團(tuán)深地技術(shù)科研團(tuán)隊、中石油系統(tǒng)內(nèi)多個單位深度協(xié)同，經(jīng)過聯(lián)合技術(shù)攻關(guān)與實驗論證，不斷優(yōu)化鹽穴利用方案、鉆井工程系統(tǒng)方案，攻克復(fù)雜鹽穴空間高效利用成套技術(shù)、數(shù)智化選址技術(shù)，打造了一系列國際尖端技術(shù)和配套產(chǎn)品包。該團(tuán)隊在世界范圍內(nèi)首次成功應(yīng)用鹽穴沉渣空間儲氣，首創(chuàng)國內(nèi)最大口徑注采井方案，大幅提高了鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，降低了工程造價并縮短了建設(shè)工期。目前，鹽穴的造腔方式有單井單腔、水平對接井。壓裂形成的鹽穴老腔具有形態(tài)差，難利用的特點。武漢巖土所科研團(tuán)隊利用現(xiàn)場試驗論證出，腔體具有良好的密封性，具備充分的儲氣潛力。實踐證明，利用水平壓裂形成的鹽穴水平老腔可以用于地下儲能，開辟了利用壓裂形成的鹽穴水平腔的新道路，為我國鹽穴采空區(qū)的大規(guī)模利用奠定了堅實的基礎(chǔ)，開啟了鹽穴儲能新的應(yīng)用前景。該項目采用創(chuàng)新的沉渣空隙儲氣擴容新方案，解決了中國鹽巖層與國外鹽丘之間的差異。由于中國鹽巖層在造腔過程中會產(chǎn)生大量沉渣，通常這些沉渣占據(jù)了鹽穴空間，導(dǎo)致下部沉渣空隙體積無法利用。武漢巖土所團(tuán)隊通過現(xiàn)場測試，論證沉渣空隙儲氣的可行性，進(jìn)而利用沉渣空隙，使鹽穴地下空間的利用率從20%提高到70%以上。這一創(chuàng)新成果解決了沉渣占用空間的問題，極大提高了鹽穴的儲氣能力，為未來的鹽穴壓縮空氣儲能電站建設(shè)提供了可行的技術(shù)路徑。應(yīng)城項目的鹽穴地質(zhì)條件復(fù)雜，地下腔體形態(tài)探測存在誤差，沉渣中的氣液界面無法探測。武漢巖土所團(tuán)隊建立了氣液界面計算的理論基礎(chǔ)，提出了沉渣空間計算的新方法，首次實現(xiàn)了高位注氣低位排鹵的新方案，解決了中國層狀鹽巖與國外鹽丘的差異，確保了鹽穴壓氣蓄能電站沉渣空間注氣排鹵的安全運行，突破了鹽穴空間的利用瓶頸。我國鹽礦資源豐富，存在大量鹽礦地下采空區(qū)，利用已有老腔不僅能夠避免鹽礦采空區(qū)沉陷、垮塌等地質(zhì)災(zāi)害，將鹽礦采空區(qū)變成地下空間資源，變廢為寶，實現(xiàn)了鹽礦地下采空區(qū)的資源化利用。應(yīng)城300MW壓縮空氣儲能項目的實施，為我國壓縮空氣儲能技術(shù)提供了寶貴經(jīng)驗，為后續(xù)數(shù)百座鹽巖壓縮空氣儲能庫建設(shè)與運行奠定了理論基礎(chǔ)并提供了技術(shù)支撐。相關(guān)技術(shù)已全面應(yīng)用于我國目前在建及擬建的鹽穴壓縮空氣儲能電站，包括湖南衡陽、河南平頂山、江蘇淮安、江西樟樹、云南安寧、陜西榆林、山東泰安、四川自貢等8省的18座鹽穴壓縮空氣儲能電站，累計總功率達(dá)1950MW。湖北應(yīng)城300MW壓縮空氣儲能電站高位注氣、低位排鹵示意圖壓氣儲能電站工作示意圖