地下鹽穴如何變身綠氫“銀行”？

在江蘇常州的地下，一場靜默的變革正在千米深處的鹽層中啟動。這里不是礦場的延續(xù)，而是一次對地球饋贈的重新定義——人類正將巨大的鹽穴塑造成儲存綠氫的“天然銀行”。

7月25日，由中鹽集團與清華大學(xué)等單位合作的國家重點研發(fā)計劃——“大規(guī)模鹽穴儲氫”主體工程在江蘇常州正式開工建設(shè)。該項目填補了我國大規(guī)模鹽穴儲氫領(lǐng)域的空白，同時將為破解氫能氣態(tài)儲存“卡脖子”技術(shù)難題提供實踐樣本。

鹽穴，這個在鹽巖沉積層中人工建造的地質(zhì)構(gòu)造，有著近乎完美的密封特性。它的巖石結(jié)構(gòu)致密，像一個被大地精心包裹的巨大氣泡。鹽穴儲氫，顧名思義，就是將氫氣儲存在地下幾百米甚至上千米的鹽穴中。

依托深層巖鹽構(gòu)造，鹽穴儲氫具備儲量大、密封性強、安全性高等顯著優(yōu)勢。在儲量方面，能實現(xiàn)大規(guī)模儲存，單腔體積可達數(shù)萬立方米，儲氫量可達數(shù)十萬標(biāo)方，且適合跨季節(jié)儲能；在安全性方面，鹽巖的低滲透性和化學(xué)惰性可有效防止氫氣泄漏和反應(yīng)。

此外，鹽穴儲氫還具有較強的經(jīng)濟性潛力。相較于地面儲氫，鹽穴儲氫綜合成本更低，且占用土地資源少。其規(guī)模化實施，將有效提升我國氫能產(chǎn)業(yè)鏈的完整性、安全性與自主性。

儲存氫氣看似簡單，卻是一項世界級的工程挑戰(zhàn)。我們慣用的氣體儲存手段——高壓氣罐或低溫液化——在氫氣面前都顯得力不從心。

首先是體積挑戰(zhàn)。 常規(guī)的液化儲氫雖能大幅壓縮體積，但將氫氣冷卻至-253℃并維持液態(tài)消耗的能量遠超其價值，僅適用于航天等特殊場景。高壓氣態(tài)儲存同樣不理想——即便在700倍大氣壓下，氫氣密度仍極低（僅約為水的二十五分之一）。這意味著儲存同等能量的壓縮氫氣，你需要一個龐大到難以想象的地面容器，其體積和成本都令人望而卻步。

其次是安全難題。氫氣具有易燃易爆的特點，一有不慎就容易引發(fā)爆炸事故。今年2月26日在山東淄博便在對天然氣制氫裝置泄漏的氫氣管道帶壓密封堵漏過程中發(fā)生了一起氫氣泄漏閃爆事故，造成2人死亡、1人受傷。非恒壓狀態(tài)會導(dǎo)致壓力持續(xù)波動，類似于給氣筒充氣時的情形。充氣時，氣筒內(nèi)部壓力不斷上升，充氣操作會愈發(fā)費力；而當(dāng)放氣時，氣筒內(nèi)的壓力則會逐步下降。因此，非恒壓會直接影響氫氣的安全以及儲氫庫的動式安全。因此，如何保持壓力的穩(wěn)定成為儲氫的世界級難題。

地下鹽穴則巧妙化解了體積與安全的雙重困局。 這些天然形成的地下腔體本身規(guī)模宏大且結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，無需額外建造巨型容器。深埋地層的巖鹽層更是天然的密封屏障與承壓外殼，不僅能安全承受儲存氫氣所需的超高壓，更將可能的泄漏風(fēng)險隔絕于遠離人群的地下深處，相比地面儲罐具有本質(zhì)安全優(yōu)勢。向大地借空間與強度，成為規(guī)模化儲氫的現(xiàn)實選擇。

但隨之而來的又有另一個問題：想讓地下空腔承受巨大壓力，就必須深挖，至少要挖到地下幾百米上千米深才行。那要怎么挖呢？

鹽是可溶于水的。這座儲氫庫巧妙地利用2口注采氫井和2口注排鹵井水相互配合，基于“注氫排鹵”和“注鹵排氫”的恒壓對偶鹽穴儲氫試驗平臺方案，通俗點解釋就是，他們先向地下深處的厚鹽層鉆一個井，然后通過這個井注入淡水。水會溶解鹽，形成高濃度的鹽水（鹵水），再把鹵水抽回地面。如此循環(huán)往復(fù)，就像用一根精密的“水針”在地下“雕刻”一樣，日積月累，一個巨大的空腔就形成了。這就完美地繞開了機械挖掘的難題，同時也能避免交變壓力和溫度的大幅變化，保證大規(guī)模儲氫的安全性。

這座填補國內(nèi)空白的儲氫庫的開工，遠不止是一處設(shè)施的興建。它更像一把鑰匙，解鎖了綠氫大規(guī)模、長周期儲存的瓶頸。鹽穴儲氫的潛力一旦鋪開，就能真正打通“綠電→綠氫→綠能”的轉(zhuǎn)化閉環(huán)。那些原本因間歇性而難以充分利用的風(fēng)能、光能，將找到可靠的中轉(zhuǎn)站，工業(yè)領(lǐng)域深度脫碳也因此擁有了堅實的后盾。當(dāng)清潔的能源能夠安然沉睡于大地深處，隨時待命，人類駕馭可再生能源的底氣才真正變得厚重。