百姓開門七件事,柴米油鹽醬醋茶,鹽之重要,可見一斑。近日,受日本福島核事故污染水排海影響,人們對鹽更加重視。其實,我國海鹽消費占比不大,巖鹽資源更值得關注。資料顯示,僅河南葉縣一地的巖鹽儲量就高達3300億噸,可供全國人民吃3.3萬年。然而巖鹽的價值遠不止于此,鹽礦采空后留下的鹽穴,也是一筆巨大的綠色財富。
鹽穴是鹽礦開采后的廢棄礦洞,通常位于地下近千米,容積可達數十萬立方米,且穴壁結實,耐得住高壓。即便腔體產生裂縫,天然礦鹽遇水融化再凝固后,裂縫很快就會自愈,這使得鹽穴具備良好密閉性和自愈性。以往鹽礦采空后,常規(guī)處理方式是對老井進行注水封堵,防止發(fā)生地面塌陷等事故,未能實現綜合利用。
在“雙碳”目標下,新能源裝機快速增長對儲能需求大幅提升。其中,壓縮空氣儲能是一種較為成熟的技術。這種“空氣充電寶”的原理并不復雜,當電力過剩時,將空氣壓縮儲存到足夠大的腔體里,可將電能轉化為壓縮空氣勢能。當需要用電時,高壓空氣經過加熱,進入膨脹機變成常壓空氣,在此過程中帶動發(fā)電機發(fā)電,空氣壓縮勢能即可轉化成電能輸出。
壓縮空氣儲能的功率造價、容量造價、系統綜合轉換效率與抽水蓄能相比不相上下。但壓縮空氣儲能選址比抽水蓄能更為靈活,建設周期遠低于抽水蓄能,同時不存在移民搬遷及生態(tài)環(huán)境影響等問題。與電化學儲能相比,壓縮空氣儲能的單位容量造價低,且不存在資源開發(fā)瓶頸、循環(huán)壽命上限、安全環(huán)保風險等問題。大規(guī)模壓縮空氣儲能技術是實現電網削峰填谷,解決新能源并網消納問題的有效手段,是多元化儲能體系的重要補充。
鹽穴因上述天然優(yōu)勢特性,成為儲存壓縮空氣腔體的首選。鹽穴儲氣具有建設成本低、占地面積小、建設周期短、技術成熟、密封性好、系統壽命長、安全穩(wěn)定等優(yōu)點,可滿足大規(guī)模先進絕熱壓縮空氣儲能的儲氣技術需求。隨著山東泰安肥城、江蘇常州金壇壓縮空氣儲能電站等一批示范項目建設投運,廢棄鹽穴成了不可多得的寶貝。據統計,我國地下鹽礦儲量超萬億噸,鹽穴資源主要分布在西北、華北、華東等新能源資源豐富區(qū)或負荷密集區(qū)。目前這些鹽穴大多處于閑置狀態(tài),若能得到有效利用,將成為構筑新型電力系統的有生力量。
為推動壓縮空氣儲能發(fā)展,2022年3月,國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》,將百兆瓦級壓縮空氣儲能技術列入“十四五”時期新型儲能核心技術裝備攻關重點方向之一。政策利好下,不斷有企業(yè)入局壓縮空氣儲能項目。截至2022年底,剔除已投運項目,備案項目規(guī)模遠超已投運項目規(guī)模,參與企業(yè)包括中國能建、中儲國能、中國電建、國家能源集團、國家電投、中國華能等。其中,中國能建計劃在湖北、山東、遼寧、甘肅、青海等多地布局上百座壓縮空氣儲能電站,遠期規(guī)劃上千座。有機構預測,壓縮空氣儲能有望形成千億元級市場規(guī)模。
目前壓縮空氣儲能仍存在諸多問題,其中最重要的是地理條件約束。建造壓縮空氣系統需要特殊的地理條件用作大型儲氣室,如鹽穴、高氣密性巖石洞穴、廢棄礦井等。但鹽穴地質構造特殊,僅存在于少數地區(qū),適用于壓縮空氣儲能的廢棄或天然地下鹽穴資源有限,選址較難符合實際需求;地面高壓儲罐則會占用地上面積,且造價高昂。這些限制成為影響壓縮空氣儲能推廣的重要因素。
推動人工硐室儲氣技術走向成熟,將極大拓寬壓縮空氣儲能市場空間。基于人工硐室儲氣的壓縮空氣儲能項目,可在選址上擺脫對鹽穴的依賴,同時還具有壓力上限更高、波動可利用范圍更大、系統轉換效率更高、埋深更淺、易于檢修等優(yōu)點。有利于結合我國能源稟賦,使大規(guī)模儲能與風光資源形成有效聯動。2022年12月,遼寧朝陽、甘肅酒泉兩個300兆瓦壓縮空氣儲能電站示范項目開工,破解了壓縮空氣儲能受地理條件制約的世界性難題,在壓縮空氣儲能規(guī)模化推廣、地下空間高效利用等方面具有重大示范意義。
經濟性是壓縮空氣儲能商業(yè)化發(fā)展的基礎。當前,在儲能技術裝備研發(fā)和應用示范、電力市場建設和儲能價格機制等方面,還缺乏更明確的政策支持與相關標準體系,制約了我國壓縮空氣儲能規(guī)?;_發(fā)建設。在壓縮空氣儲能電站相關電價政策仍不明確的情況下,可爭取與抽水蓄能電站類似的兩部制電價,通過容量電價和電量電價實現盈利。 (作者:王軼辰 來源:經濟日報)
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