數(shù)千萬年前形成的鹽礦，經(jīng)過開采后在地下形成一個個鹽穴。如今，隨著新型儲能技術(shù)的發(fā)展，這些原本閑置的地下鹽穴，正在化身為儲存能源的巨型“倉庫”。

在氫能“制備―儲存―運輸―應(yīng)用”全產(chǎn)業(yè)鏈中，儲氫難問題長期制約著氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。鹽穴儲氫具有成本低、規(guī)模大、安全性高和儲氫純度高等突出優(yōu)勢，正成為氫能大規(guī)模儲備的重要發(fā)展方向。

7月25日，由中鹽集團與清華大學(xué)等單位合作的“大規(guī)模鹽穴儲氫”主體工程在江蘇常州正式開工建設(shè)。這標(biāo)志著我國在基于鹽穴的大規(guī)模儲氫領(lǐng)域邁出了關(guān)鍵一步。

“‘大規(guī)模鹽穴儲氫’主體工程的開工，是我國氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上的重要事件。”國家能源局科技司原副司長劉亞芳在開工儀式上評價，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)儲存領(lǐng)域的“卡脖子”技術(shù)難題提供實踐樣本。

事實上，作為連接氫能上下游產(chǎn)業(yè)的重要紐帶，儲氫一直是制約氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。目前固體儲氫、有機液態(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和高壓氣態(tài)儲氫這些傳統(tǒng)的儲氫方法仍存在成本高、規(guī)模小等缺點，難以適用于大規(guī)模儲氫場景。

而地質(zhì)儲氫具有規(guī)模大、周期長、可跨季節(jié)儲能等突出優(yōu)勢，成為了大規(guī)模儲氫技術(shù)重要的發(fā)展方向。盡管與地面儲氫技術(shù)相比，地下儲氫效率相對較低，前期投資較大，但對于以天和月為單位的長期儲存，以及以 GWh 或 TWh 為單位的大規(guī)模能源生產(chǎn)，地下儲氫是目前最有前景的解決方案之一。

根據(jù)氫氣地質(zhì)儲存場所結(jié)構(gòu)不同，地下儲氫主要分為鹽穴儲氫、枯竭油氣藏儲氫和含水層儲氫3大類型。其中，鹽穴儲氫庫密封性能好、儲氫壓力高，在具備近億方庫容規(guī)模的同時，能夠儲存純度超 95%的氫氣，被視為最具潛力的儲氫地質(zhì)體之一。

“鹽穴儲氫，被認(rèn)為是大規(guī)模氫氣地下儲存最佳方式。”中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所助理研究員謝同洲說，鹽穴儲量大、密封性能好，單個鹽穴有效儲氫空間可達20萬至40萬立方米。

目前，全球范圍內(nèi)已建或待建鹽穴儲氫庫數(shù)量較多，除英國、美國已投入工業(yè)應(yīng)用的 4 座鹽穴儲氫庫外，德國、法國、等國均有建設(shè)計劃。2021年， 荷蘭、澳大利亞和阿根廷先后啟動了地下儲氫試點項目，HyStock項目研究鹽穴純氫儲存試驗，Sun Storage和Hychico項目聯(lián)合注入H2和CO2，研究混合氫在氣田的存儲。

來源：STORAG ETZEL

中國鹽巖資源豐富，已探明礦床 105 處，總資源量超 14.6 萬億噸。現(xiàn)已建成 5 座鹽穴天然氣儲庫，2 座鹽穴壓縮空氣儲能電站，具有建設(shè)鹽穴儲氣庫的豐富經(jīng)驗。目前國內(nèi)鹽穴儲氫尚處于起步階段，為加快突破鹽穴儲氫關(guān)鍵核心技術(shù)，此次開工的“大規(guī)模鹽穴儲氫”項目于2024年正式立項。

工程所在省份江蘇，擁有豐富的可再生能源資源，成熟的輸氣管路，并且擁有金壇、徐州師寨以及淮安等多處豐富的鹽礦、鹽穴資源。其中，金壇鹽礦覆蓋面積達60.5 平方千米。鹽層厚度大、夾層少、品位高，金壇鹽穴深1000 m以上，遠低于地下含水層，降水對地下儲氫鹽穴的安全影響可忽略不計，是建設(shè)地下鹽穴儲氫庫的良好場所。

此外，金壇鹽穴泥巖蓋層具有良好的密封性，在縱向和橫向均具有穩(wěn)定的區(qū)域構(gòu)造和良好的存儲性，成為了地下鹽穴儲氫的最佳選址。此次開工的“大規(guī)模鹽穴儲氫”主體工程由中鹽集團承擔(dān)。工程規(guī)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(guī)模地質(zhì)儲氫試驗驗證的工程載體，該工程將開展循環(huán)儲釋氫性能試驗。項目將形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鹽穴儲氫全套技術(shù)體系，為鹽穴儲氫從理論研究到工程實踐奠定基礎(chǔ)，最終促成鹽穴儲氫的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

在“大規(guī)模鹽穴儲氫”項目之前，我國已開展了多項鹽穴儲氫的技術(shù)探索。2023年，湖北大冶啟動我國首個鹽穴儲氫科研項目。針對氫能規(guī)模化儲存的技術(shù)瓶頸，楊春和團隊自主研發(fā)鹽穴儲氫庫圍巖氫滲透測試裝置，系統(tǒng)揭示氫氣與鹽巖的相互作用機制。

2024年8月，陜西華鹽綠能能源有限公司電解水制氫-鹽穴儲氫科研項目備案，計劃采用電解水制氫產(chǎn)出氫氣，配合鹽穴儲氫項目，利用王家砭的兩口鹽井，在地下2500米深處建造五萬立方米的鹽穴，實現(xiàn)氫氣高壓氣態(tài)存儲。

2024年11月，中國平煤神馬集團深地鹽穴大規(guī)模儲氫項目在河南省葉縣正式開工。該項目依托中國平煤神馬集團巖鹽資源和制氫、輸氫和用氫產(chǎn)業(yè)鏈，建設(shè)亞洲首座地下大規(guī)模鹽穴儲氫庫。

該項目位于中國平煤神馬集團下屬聯(lián)合鹽化公司礦區(qū)優(yōu)質(zhì)鹽田，鹽層頂部位于地下約1030米，設(shè)計鉆井深度1480米，利用采鹵后形成的鹽穴，把氫氣注入到鹽穴內(nèi)。其氫氣主要來源于該集團下屬氯堿股份公司，配套建設(shè)氫氣集注站及輸氫管道和輸鹵管道。

據(jù)中國平煤神馬集團副總經(jīng)濟師、深地鹽穴大規(guī)模儲氫項目組副組長梁五星介紹，該項目總投資7772萬元，計劃2024年完成鹽穴儲氫井鉆井，2025年6月完成150萬標(biāo)方氫氣注氣排鹵，2025年9月完成鹽穴儲氫中試。

中國工程院院士錢七虎表示，鹽穴儲氫是破解氫能全產(chǎn)業(yè)鏈貫通難題的“金鑰匙”。他認(rèn)為，“大規(guī)模鹽穴儲氫”主體工程開工建設(shè)將地下鹽穴空間轉(zhuǎn)化為氫能產(chǎn)業(yè)的“能量寶庫”，打造鹽穴儲氫創(chuàng)新范式，必將在我國能源發(fā)展史上留下濃墨重彩的一筆。