废弃盐穴变身“空气充电宝”，储能有了新思路

    百姓开门七件事，柴米油盐酱醋茶，盐之重要，可见一斑。近日，受日本福岛核事故污染水排海影响，人们对盐更加重视。其实，我国海盐消费占比不大，岩盐资源更值得关注。资料显示，仅河南叶县一地的岩盐储量就高达3300亿吨，可供全国人民吃3.3万年。然而岩盐的价值远不止于此，盐矿采空后留下的盐穴，也是一笔巨大的绿色财富。

  盐穴是盐矿开采后的废弃矿洞，通常位于地下近千米，容积可达数十万立方米，且穴壁结实，耐得住高压。即便腔体产生裂缝，天然矿盐遇水融化再凝固后，裂缝很快就会自愈，这使得盐穴具备良好密闭性和自愈性。以往盐矿采空后，常规处理方式是对老井进行注水封堵，防止发生地面塌陷等事故，未能实现综合利用。
     在“双碳”目标下，新能源装机快速增长对储能需求大幅提升。其中，压缩空气储能是一种较为成熟的技术。这种“空气充电宝”的原理并不复杂，当电力过剩时，将空气压缩储存到足够大的腔体里，可将电能转化为压缩空气势能。当需要用电时，高压空气经过加热，进入膨胀机变成常压空气，在此过程中带动发电机发电，空气压缩势能即可转化成电能输出。
  压缩空气储能的功率造价、容量造价、系统综合转换效率与抽水蓄能相比不相上下。但压缩空气储能选址比抽水蓄能更为灵活，建设周期远低于抽水蓄能，同时不存在移民搬迁及生态环境影响等问题。与电化学储能相比，压缩空气储能的单位容量造价低，且不存在资源开发瓶颈、循环寿命上限、安全环保风险等问题。大规模压缩空气储能技术是实现电网削峰填谷，解决新能源并网消纳问题的有效手段，是多元化储能体系的重要补充。
  盐穴因上述天然优势特性，成为储存压缩空气腔体的首选。盐穴储气具有建设成本低、占地面积小、建设周期短、技术成熟、密封性好、系统寿命长、安全稳定等优点，可满足大规模先进绝热压缩空气储能的储气技术需求。随着山东泰安肥城、江苏常州金坛压缩空气储能电站等一批示范项目建设投运，废弃盐穴成了不可多得的宝贝。据统计，我国地下盐矿储量超万亿吨，盐穴资源主要分布在西北、华北、华东等新能源资源丰富区或负荷密集区。目前这些盐穴大多处于闲置状态，若能得到有效利用，将成为构筑新型电力系统的有生力量。
      为推动压缩空气储能发展，2022年3月，国家发展改革委、国家能源局印发《“十四五”新型储能发展实施方案》，将百兆瓦级压缩空气储能技术列入“十四五”时期新型储能核心技术装备攻关重点方向之一。政策利好下，不断有企业入局压缩空气储能项目。截至2022年底，剔除已投运项目，备案项目规模远超已投运项目规模，参与企业包括中国能建、中储国能、中国电建、国家能源集团、国家电投、中国华能等。其中，中国能建计划在湖北、山东、辽宁、甘肃、青海等多地布局上百座压缩空气储能电站，远期规划上千座。有机构预测，压缩空气储能有望形成千亿元级市场规模。
  目前压缩空气储能仍存在诸多问题，其中最重要的是地理条件约束。建造压缩空气系统需要特殊的地理条件用作大型储气室，如盐穴、高气密性岩石洞穴、废弃矿井等。但盐穴地质构造特殊，仅存在于少数地区，适用于压缩空气储能的废弃或天然地下盐穴资源有限，选址较难符合实际需求；地面高压储罐则会占用地上面积，且造价高昂。这些限制成为影响压缩空气储能推广的重要因素。
  推动人工硐室储气技术走向成熟，将极大拓宽压缩空气储能市场空间。基于人工硐室储气的压缩空气储能项目，可在选址上摆脱对盐穴的依赖，同时还具有压力上限更高、波动可利用范围更大、系统转换效率更高、埋深更浅、易于检修等优点。有利于结合我国能源禀赋，使大规模储能与风光资源形成有效联动。2022年12月，辽宁朝阳、甘肃酒泉两个300兆瓦压缩空气储能电站示范项目开工，破解了压缩空气储能受地理条件制约的世界性难题，在压缩空气储能规模化推广、地下空间高效利用等方面具有重大示范意义。

  经济性是压缩空气储能商业化发展的基础。当前，在储能技术装备研发和应用示范、电力市场建设和储能价格机制等方面，还缺乏更明确的政策支持与相关标准体系，制约了我国压缩空气储能规模化开发建设。在压缩空气储能电站相关电价政策仍不明确的情况下，可争取与抽水蓄能电站类似的两部制电价，通过容量电价和电量电价实现盈利。