采完盐矿后的地下盐穴有了新用途。在常州市金坛区,由中盐集团、中国华能集团和清华大学三方共建的金坛盐穴压缩空气储能电站,以世界首创的“非补燃”技术,将闲置的地下空间变成了绿色“充电宝”。
这些空腔位于地下1000米左右,容积巨大,一个中型腔大约20万至40万立方米,相当于500个标准游泳池;空腔内壁附着氯化钠晶体,承压能力强,达到十几MPa,相当于医用氧气钢瓶的数倍;气密性好,还有自修复功能:腔内的卤水会发生结晶和再结晶过程,修复好裂缝。
盐穴的这些特性,使它适用于多种物资的存储,同时也可用于压缩空气储能发电、盐穴液流电池储能等。
目前国内的盐穴大部分处于闲置状态,每年盐穴体积还在继续增加。“随着盐矿的开采,每年形成的盐穴基本上是千万立方米级别。如果不利用的话,也是一种浪费。”中盐金坛盐化有限责任公司技术部负责人说。
中盐集团从2005年就开始探索盐穴的综合利用。在加大制盐技术更新的同时,通过不断建设实践和借鉴吸收国外成熟经验,形成了勘探、钻井、设计、造腔、运行及监测等一整套盐穴储气库建设技术,为拓展盐穴综合利用业务打下了坚实基础。
2018年,中盐集团联合中国华能、清华大学正式开始金坛盐穴压缩空气储能电站的工程建设,于2021年9月建成发出“第一度电”,2022年5月正式并网实现商业运营。这标志着我国盐穴压缩空气储能技术取得了重大突破,也是新型储能技术商业化应用的重要里程碑。
盐穴压缩空气储能是利用巨大腔穴,在电网低谷时将空气压缩到盐穴中,用电高峰时再释放压缩空气发电,从而实现削峰填谷,提升电网调节能力。
该项目创造了多项世界纪录,核心设备实现100%国产化,电-电转换效率达到了60%以上,比业内最先进的美国McIntosh电站高出7个百分点,达到了国际领先水平。
与此同时,该项目采用了世界首创的具有自主知识产权“非补燃”技术,在充放电过程中不需要补充化石燃料,夯实了新型储能的“绿色”底色。
“双碳”目标下,我国能源电力行业处于构建以新能源为主体的新型电力系统过程中。而光伏、风电等新能源存在间歇性、波动性的先天缺陷。为了提高新能源的电网友好性、加速并网消纳,储能的地位迅速突出。
盐穴压缩空气储能技术是消纳大规模新能源,建设坚强智能电网以及能源互联网的颠覆性技术,对促进我国能源结构升级和保障能源电力可持续发展,具有十分重大的意义。
“在项目正式进入商业化运行的将近两年里,我们已经储发350次,调峰电量2.3亿度,很好地支撑了电网的迎峰度夏、迎峰度冬以及用电安全保供。”中盐华能储能科技有限公司综合事务部负责人称。
他还表示,金坛盐穴压缩空气储能作为首台套项目,核心设备国产化率100%,很好地带动了国内相关制造业的发展,形成了一系列专利标准体系,培养一大批人才,为我国压缩空气储能的后续发展以及新型储能方式的探索,提供了技术支撑和参照。
据悉,金坛盐穴压缩空气储能项目一期工程发电装机60兆瓦,储能容量300兆瓦时,一个储能周期可存储电量30万度电,可满足6万居民一天的用电需求。
基于金坛地区丰富的地下盐层资源,盐穴压缩空气储能的应用还有更大的想象空间。“当我们的储能容量、储存热量和储存势能更多的时候,项目还将具备压缩空气、热量、热水以及冷源的供应。”中盐华能储能科技公司负责人表示,“未来我们的项目将成为一个综合能源供应基地,为周边区域的工业园区提供多能源供应,实现区域综合发展。”
据悉,中盐集团已采取多项措施,推动盐穴综合利用加速发展。与中国地质调查局合作,对全国盐穴资源开展普查,统筹规划盐穴资源的开发利用。加强现有技术的推广和应用,在陕西榆林等地开启了新的盐穴压缩空气储能项目。深化前沿研究,与清华大学、中国科学院、南方科技大学等多所高校和科研院所合作,积极打造盐穴综合利用原创技术策源地。