2月4日,大河财立方报道,位于河南省平顶山市叶县仙台镇北庞庄村的平煤神马集团深地盐穴大规模储氢项目正在积极建设中,该项目系亚洲首个深地盐穴大规模储氢项目。铂道整理我国各地深地盐穴储氢情况,并作出解读。

我国深地盐矿资源基础雄厚

我国盐矿资源储量丰富且分布广泛,为地下盐腔储氢提供了坚实的物质基础。以叶县为例,其地下拥有联合盐化公司矿区的优质盐田,盐层厚度大、品位高,具备大规模开采建设盐腔的条件。据测算,叶县地下盐岩若充分开发建设盐腔储氢,可达 200 亿立方米,能满足我国中东部地区大量的氢气存储需求。

不仅如此,江苏金坛的盐矿资源同样丰富,已探明的盐矿储量超过 163 亿吨,截至目前,当地已成功建设多个盐穴储气库,已建成的盐穴储气库工作气量达数亿立方米,为盐穴储氢提供了可借鉴的资源开发与利用经验,证明在我国利用盐矿资源进行储氢具备可行性。

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盐穴储氢技术优势突出

盐穴储氢相比其他储氢方式,在安全性、成本、存储规模、寿命等方面具有诸多优势。

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安全性高

地质结构稳定:盐穴通常位于地下数百米甚至上千米的盐层中,盐岩具有良好的蠕变特性,在受到外力作用时,能够缓慢变形而不会轻易破裂,为氢气存储提供了天然的稳定环境。

密封性好:盐岩的渗透率极低,本身是一种良好的密封材料,可有效防止氢气泄漏。例如,德国的盐穴储氢项目经过长期运行,泄漏率极低,充分证明了盐穴储氢的密封性优势。

缓冲保护作用:盐穴周围的盐岩和地层能够为内部存储的氢气提供一定的缓冲保护,使其不易受到地面自然灾害、人为活动等外部因素的影响,降低了发生安全事故的风险。

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成本效益好

利用现有资源:许多盐穴是在盐矿开采后形成的,只需对其进行适当的改造和处理,就可以用于储氢,相比建设全新的高压气态储氢罐、低温液态储氢装置等,大大减少了前期的建设投资成本。

运营维护成本低:盐穴储氢系统的设备相对简单,主要包括注气和采气设备等,运行过程中的能耗和维护成本较低。据测算,盐穴储氢的运营成本仅为高压气态储氢的 30% - 50%。

存储规模大

空间容量大:盐穴一般具有较大的腔体体积,单个盐穴的有效储氢空间可达数十万立方米甚至更大。例如,美国的一些盐穴储氢项目,单个盐穴的储氢量可达数百万标准立方米,能够满足大规模的氢气存储需求。

可扩展性强:在盐矿资源丰富的地区,可以根据需要开发多个盐穴,形成盐穴储氢群,进一步扩大储氢规模,以适应不同地区、不同产业对氢气的大量存储需求。

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氢气质量高

杂质影响小:盐穴内部环境相对稳定,不会像一些金属储氢材料那样,与氢气发生化学反应或引入杂质,从而能够保证存储的氢气质量高,纯度基本不受影响。

存储损耗低:由于盐穴的密封性好,在长期存储过程中,氢气的泄漏量和损耗量极小,能够有效保持氢气的能量密度和品质,有利于氢气的长期存储和后续使用。

使用寿命长

结构耐久性好:盐岩的化学性质稳定,不易受到腐蚀和老化的影响,只要盐穴的结构不受到严重破坏,就可以长期用于氢气存储。理论上,盐穴储氢设施的使用寿命可达数十年甚至上百年。

维护后可长期使用:通过定期的检测和维护,及时发现并处理盐穴可能出现的问题,如微小的裂缝等,可以进一步延长盐穴的使用寿命,保证其长期稳定地发挥储氢功能。

环境友好

地下存储:盐穴储氢将氢气存储于地下,不占用大量的地面空间,对地表的生态环境和土地利用影响较小。与地面的储氢设施相比,不需要建设大规模的存储场地和配套设施,减少了对自然景观和生态系统的破坏。

温室气体排放少:在盐穴储氢的整个过程中,除了注气和采气过程中可能消耗少量的电能外,基本不产生额外的温室气体排放,符合当前全球对清洁能源和低碳发展的要求。

我国盐穴储氢项目进度

盐穴储能技术在我国不断发展,打井、造腔等关键技术已取得一定成果。

平煤神马集团深地盐穴大规模储氢项目

平煤神马集团深地盐穴大规模储氢项目正在积极建设中,计划 2025年9月完成盐穴储氢中试。该项目通过先进的定向钻井技术,精准控制井眼轨迹,确保盐腔的形状和尺寸符合储氢要求。

中盐金坛盐化有限责任公司盐穴储气库

此外,中盐金坛盐化有限责任公司在盐穴利用技术上持续创新,其盐穴储气库运行稳定。在腔体稳定性监测方面,采用高精度的声呐监测系统,实时监测盐腔的变形情况,监测精度可达毫米级;在密封性保障上,通过特殊的密封材料和工艺,确保盐腔的气体泄漏率控制在极低水平,每年泄漏率低于 0.1%。这些技术为盐穴储氢提供了技术支撑,随着技术研究的深入,盐穴储氢技术体系将不断完善。

2024年7月,中盐金坛盐化有限责任公司和中盐盐穴综合利用股份有限公司向国家知识产权局申请一项名为 “盐穴储氢验证系统及其建设方法、验证方法” 的专利,公开号 CN 118745939 A。该发明涉及地质储氢领域,可有效评估盐穴储存氢气的可行性。

大冶绿电绿氢制储加用一体化氢能矿场综合建设项目中的深地储氢科研中试基地

与深地盐穴大规模储氢项目类似,我国还有一种岩洞储氢和地下分布式储氢技术,也是在国际上领先。国内首个岩洞储氢和地下分布式储氢的科研中试基地已启动,项目投资主体为中冶武勘工程技术有限公司,总投资 34 亿元。2024 年 12月12日,岩洞氢储能系统开工建设。具体施工方案:在矿山山脚处,垂直山体向内延伸 92 米后,建造一个长 30 米、直径 5 米的圆柱形储氢硐室,可在 10 兆帕压力下最大存贮氢气 4.5 吨。

推动盐穴储氢项目的重大意义

利用地下盐腔储氢可有效降低储氢成本,推动氢能产业整体发展,助力我国可再生能源高效利用,满足能源结构调整和产业发展的战略需求。

经济效益显著

利用过去盐矿开采后闲置的盐穴进行储氢,实现了资源的二次利用,降低了储氢设施建设成本。例如,江苏金坛等地盐矿企业在盐矿开采结束后,将废弃盐穴改造为盐穴储氢设施,改造费用相比新建同等规模的高压气态储氢设施节省了约 60%。同时,储氢产业的发展能够带动相关上下游产业协同发展。如河南因盐穴储氢项目的开展,吸引了制氢企业入驻,制氢产能比项目开展前增加了4倍,同时也促进了运氢、用氢产业的发展,创造了数以千计的直接或间接就业岗位,带来了显著的经济效益。

区域战略意义

对于拥有盐矿资源的地区,发展地下盐腔储氢具有重要的区域战略意义。叶县若充分开发盐穴储氢,将成为我国中东部氢气集散地,推动中东部地区清洁能源规模化使用。

在我国,与叶县、金坛资源类似的还有不少地方。例如,湖北应城拥有丰富的岩盐资源,已探明储量达 280 亿吨。还有江苏淮安、洪泽,重庆的云阳、忠县,四川自贡、乐山,山东泰安等地。

在这些盐穴资源丰富的地区,结合当地实际情况科学规划盐穴储氢项目,具有多重积极意义。一方面,能够有效满足周边地区日益增长的氢气存储需求,显著提升区域能源保障能力,增强能源供应的稳定性与可靠性;另一方面,有助于提升区域在能源领域的战略地位,吸引更多优质能源项目和企业入驻,为地区经济发展注入新动能。

从产业发展角度来看,盐穴储氢项目的落地,能够带动上下游产业链协同发展。上游可拉动盐矿开采、盐穴建设等相关产业,下游则能促进氢气运输、加氢站建设以及氢燃料电池应用等领域的发展,形成完整的绿色能源产业生态。