閑置鹽穴正變身儲氫“倉庫”

▲圖為中鹽集團與清華大學等單位合作的國家重點研發計劃“大規模鹽穴儲氫”主體工程。 中鹽鹽穴公司/供圖

原本閑置的地下鹽穴，搖身一變，如今卻可成為儲存氫能的巨型“倉庫”。近日，由中鹽集團與清華大學等單位合作的“大規模鹽穴儲氫”主體工程在江蘇常州正式開工建設。這標志著我國在基于鹽穴的大規模儲氫領域邁出了關鍵一步。

除此之外，記者了解到，河南平頂山、陜西榆林等地也正在積極探索建設鹽穴儲氫項目。今年6月，我國首個百萬方級鹽穴儲氫示范工程在河南葉縣落戶。

“鹽穴儲氫是破解氫能全產業鏈貫通難題的‘金鑰匙’。”在國家最高科技獎得主、中國工程院院士錢七虎看來，“大規模鹽穴儲氫”主體工程開工建設將地下鹽穴空間轉化為氫能產業的“能量寶庫”，打造鹽穴儲氫創新范式，必將在我國能源發展史上留下濃墨重彩的一筆。

為破解氫儲能領域的技術難題

提供實踐樣本

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。其規模化實施，將有效提升我國氫能產業鏈的完整性、安全性與自主性。

“‘大規模鹽穴儲氫’主體工程的開工，是我國氫能產業發展史上重要的里程碑。”國家能源局科技司原副司長劉亞芳評價道，它填補了我國大規模鹽穴儲氫領域的空白，同時將為破解氫能氣態儲存領域的“卡脖子”技術難題提供實踐樣本。

據悉，該項目由中鹽集團和清華大學合作，聯合中國地質大學（北京）、中國科學院理化技術研究所、天津大學、中國礦業大學等多家單位共同開展，于2024年正式立項。項目的主體工程由中鹽集團承擔，規劃新建2組鹽穴，形成2口注采氫井和2口注排鹵井，作為大規模地質儲氫試驗驗證的工程載體，開展循環儲釋氫性能試驗。今后將形成具有自主知識產權的鹽穴儲氫全套技術體系，以推動鹽穴儲氫的規模化產業應用。

“我們聚焦大規模儲氫面臨的安全、高效、經濟等核心問題，全力攻克地質空間優選、新型材料研發、洞室結構設計、循環儲釋調控等關鍵技術瓶頸。同時，建設地質大規模儲氫驗證平臺并開展試驗研究，為我國大規模地質儲氫提供先導示范。”清華大學教授、項目負責人梅生偉介紹。

鹽穴儲氫

具有體積大、密閉性好、穩定性高等優點

儲氫作為關鍵環節，一直制約氫能產業高質量發展。而鹽穴因具有體積大、密閉性好、穩定性高等突出特點，普遍被視為解決氫能存儲難題的優質技術路徑。

地下儲氫作為一種利用地下地質構造大規模能量存儲的概念，可以提供足夠的儲存能力來儲存大量的氫能。據業內人士介紹，與其他儲能技術相比，地下儲氫具有四個明顯特點，分別是儲能規模大、儲存周期長、儲能成本較低以及安全性高。

一般來說，根據地質結構，地下儲氫主要分為鹽穴、枯竭油氣藏、含水層和廢棄礦井四類，其中鹽穴儲氫的潛力最大。

鹽穴儲氫利用地下鹽巖層形成的密閉腔體儲存氫氣，具有以下優勢：其一，能實現大規模儲存，單腔體積可達數萬至數十萬立方米，儲氫量可達數百萬至數千萬標方，且適合跨季節儲能；其二，高安全性，巖鹽的低滲透性和化學惰性可有效防止氫氣泄漏和反應；其三，較強的經濟性潛力，相較于地面儲氫，鹽穴儲氫綜合成本更低，且占地少。彭博新能源財經分析，目前鹽穴、廢棄氣田、巖洞及人工容器基準儲平準化儲氫成本在0.19—1.9美元/千克，未來可能降至0.11—1.07美元/千克。

據中鹽集團相關負責人介紹，金壇區鹽礦資源豐富，鹽穴空間廣闊，地質構造穩定，為豐富鹽穴資源的綜合利用，開展大規模儲氫關鍵技術及試驗驗證，提供了理想的場所和得天獨厚的條件。

克服各種挑戰，

將釋放出更大的市場潛力

當然，具備諸多技術優勢的鹽穴儲氫也面臨一些挑戰。其中，如何保證氫氣在鹽穴中不發生滲漏，以及如何實現氫氣長期有效儲存是當前的技術難點。

在技術方面，主要是要解決工程的復雜性，例如，鹽穴利用需經歷選址、鉆井、溶腔、注氣排鹵等多個階段，周期長且工藝要求高；同時，儲氫庫的應力場在重復循環注采過程中會發生變化，從而影響儲氫庫的密封性。

中鹽集團黨委書記、董事長李耀強表示，今后項目將以科技創新為引領，開辟鹽穴資源服務國家能源安全和“雙碳”目標的綠色發展新路徑，為未來氫能產業大規模應用和我國氫能儲備能力提升提供重要基礎設施保障。

“隨著課題的深入推進，我們將圍繞地下鹽穴儲氫進行關鍵技術攻關，聚焦我國氫能戰略儲備能力提升，為未來氫能產業大規模應用提供重要基礎設施保障。”李耀強說。

中鹽集團有關負責人認為，鹽穴資源綜合利用不僅是傳統鹽業煥新的典范，也將在國家能源安全與綠色轉型發展中發揮更加重要的作用。通過科技創新與跨領域協作，鹽穴儲氫產業有望在國家能源戰略和“雙碳”目標下釋放出更加強大的市場潛力。