地下储氢技术的发展与阻碍
地下储氢(UndergroundHydrogenStorage-UHS),即利用地下地质构造进行大规模的氢能存储。主要运作机制(见图1):
通过可再生能源发电并制取氢气;将氢气注入盐穴、枯竭油气藏、含水层和衬砌的硬岩洞等地下地质构造中;实现氢能的储存;有需要时可将氢气从地下储氢场所采出用于燃气、发电或其他用途。
图1地下储氢的运作机制简述
(数据来源:地下储氢技术研究综述)
地下储氢具备经济性优势,仅需较低开发成本即可实现氢气的大规模存储,是实现氢能大容量长期储存的有效途径。
基于不同技术路径的地下储氢实施方案
盐穴
盐穴的存储容量通常较小,但是可在一年时间内多轮注入、采出,进而发挥灵活的跨期调节作用。目前包括传统储氢盐穴(见表1)、演示储氢的盐穴商业设施、现有或退役的天然气储存洞穴相邻的储氢的盐洞穴,混合氢合物的天然气储存盐穴(见表2)等。
表1传统盐穴项目
(数据来源:地下储氢技术研究综述)
表2其他类型项目盐穴
国内关于地下盐穴储氢的研究还处于起步阶段。在我国的江苏金坛,拥有大规模的盐层与盐穴资源,重庆大学与岩土所合作进行了相关研究,该研究结合以风能为代表的可再生能源发电,将过剩电量进行大规模存储。通过对我国江苏金坛地域的层状盐岩进行研究,从地质存储性、稳定性、岩洞致密性等方面对其作为UHS潜在选址的可行性进行分析与评估,尝试发展可再生能源发电与地下氢储能耦合这一技术路径。
以上例子证明了在盐穴中储存氢气的可行性。然而,合适的盐洞的可用性是有限的,盐洞需要在许多领域进行进一步的研究,包括评估盐穴的完整性。此外,受制于快速循环,电解产生的氢气将需要更高的储存灵活性,这使得盐穴成为IEA目前所
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