,張北國際首個(gè)百兆瓦項(xiàng)目迎來新突破
平江項(xiàng)目不久
,2018年起
,中儲(chǔ)國能和中國科學(xué)院工程熱物理研究所啟動(dòng)了河北張家口國際首套100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范電站的相關(guān)課題研究及項(xiàng)目建設(shè)。其中
,地下儲(chǔ)氣庫的建設(shè)是全球首個(gè)面向百兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的地下人工硐室
,也是全球首個(gè)10萬方量級(jí)地下儲(chǔ)氣庫
。

張北項(xiàng)目是世界新型壓縮空氣儲(chǔ)能邁向百兆瓦級(jí)工程的里程碑
,它極大推動(dòng)了新型壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)化、工程化的步伐
,為長時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能再添利器
。電站建設(shè)獲得國家發(fā)改委國家可再生能源示范區(qū)重大項(xiàng)目等項(xiàng)目支持
,入選國家能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備、京津冀綠色低碳技術(shù)典型案例
,意義非凡。
多種技術(shù)手段并用,解決軟弱夾層復(fù)雜地質(zhì)難題
采用地下人工硐室,使壓縮空氣儲(chǔ)能選址更靈活
,能更好地配合風(fēng)光發(fā)電基地,但我國幅員遼闊
,復(fù)雜多變的地質(zhì)條件,也為地下儲(chǔ)氣庫開挖帶來了各式各樣的挑戰(zhàn)
。
張北項(xiàng)目所處的玄武巖,含有軟弱夾層的復(fù)雜地質(zhì)
,包括巖層破碎帶和節(jié)理密集帶,這對(duì)施工安全
、儲(chǔ)氣庫穩(wěn)定性帶來了極大挑戰(zhàn)
。技術(shù)人員創(chuàng)造性采用了系統(tǒng)錨噴支護(hù)、超前錨桿等手段
,解決了巖層系列問題
,還采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
、混凝土置換等技術(shù)提高了硐室開挖的安全性
,以及圍巖在長期高壓空氣循環(huán)荷載下的穩(wěn)定性
,為壓縮空氣儲(chǔ)能在復(fù)雜地質(zhì)條件下建設(shè)地下儲(chǔ)氣庫
,積累了寶貴的第一手資料
。
獨(dú)特的密封層技術(shù)確保安全高效運(yùn)行
中儲(chǔ)國能首次在張北項(xiàng)目儲(chǔ)氣庫采用高強(qiáng)鋼,有效解決了儲(chǔ)氣庫運(yùn)行期間的高氣壓安全穩(wěn)定運(yùn)行和密封性問題
,同時(shí)解決了運(yùn)行及檢修期較高水頭的外水壓力問題,有力保障了地下儲(chǔ)氣庫在復(fù)雜地質(zhì)條件下的安全與高效運(yùn)行
。
因地制宜的排水技術(shù)方案
就像天氣難以準(zhǔn)確預(yù)測一樣,地質(zhì)狀況也很難通過事前勘測了如指掌
。在解決地質(zhì)滲水、漏水問題方面
,技術(shù)人員在實(shí)踐中設(shè)計(jì)并總結(jié)出了一套專業(yè)的防滲
、排水技術(shù)方案
,這套方案遵循“先堵后排
,堵排結(jié)合”的原則
,解決了地下水對(duì)施工安全的影響
。
突破軟巖限制,夯實(shí)中寧地下儲(chǔ)氣庫示范作用
2023年10月
,大唐中寧100MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范電站開工建設(shè)。它是國家發(fā)改委專項(xiàng)基金支持項(xiàng)目
,在科研創(chuàng)新
、裝備研制、工程建設(shè)等方面
,具有示范
、引領(lǐng)作用
。其建成后預(yù)計(jì)發(fā)電量達(dá)1.2億度/年
,為寧夏建設(shè)國家新能源綜合示范區(qū)提供重要支撐
。

打造國內(nèi)首個(gè)軟巖全人工硐室地下儲(chǔ)氣庫
西北是我國風(fēng)光能源的集中地,西電東送是我國能源的一大戰(zhàn)略
,因此西部地區(qū)的長時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能,成為業(yè)界普遍關(guān)注的焦點(diǎn)
。而解決西部地區(qū)軟巖地質(zhì)的限制,能極大釋放新型壓縮空氣儲(chǔ)能在長時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域的潛力
,對(duì)產(chǎn)業(yè)以及國家戰(zhàn)略發(fā)展都具有重大意義
。
傳統(tǒng)儲(chǔ)氣庫建設(shè)多選擇鹽巖或硬巖等特殊地質(zhì)
,這嚴(yán)重限制了儲(chǔ)能電站的選址范圍。而大唐中寧項(xiàng)目通過多種創(chuàng)新設(shè)計(jì)
,解決了這一嚴(yán)重制約壓縮空氣儲(chǔ)能適用范圍的限制
,打造了國內(nèi)首個(gè)軟巖地層的全人工硐室地下儲(chǔ)氣庫
。
首創(chuàng)國內(nèi)環(huán)形儲(chǔ)氣庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
技術(shù)人員在中寧項(xiàng)目中,首次創(chuàng)新性采用了環(huán)形地下硐室結(jié)構(gòu)
,通過閉合回路設(shè)計(jì)顯著提升了圍巖應(yīng)力分散效率,實(shí)現(xiàn)了在軟巖中穩(wěn)定構(gòu)建大容積儲(chǔ)氣空間的技術(shù)突破
,大幅提高了地下空間的利用率,為我國軟巖分布區(qū)域的儲(chǔ)能電站靈活選址
,提供了更多可能
。
獨(dú)特的進(jìn)洞、密封設(shè)計(jì)
在大唐中寧項(xiàng)目
,技術(shù)人員一改傳統(tǒng)豎井進(jìn)洞方式,將豎井與斜井巧妙結(jié)合
,有效提高了施工效率,使之更加方便通風(fēng)
、排水,同時(shí)減少了硐室出渣
、鋼襯組拼等工序的干擾
,提高了施工效率和效果
。
在密封層設(shè)計(jì)方面
,考慮到軟巖地層容易產(chǎn)生變形的問題,科研人員采用了復(fù)合設(shè)計(jì)
,即在采用柔性材料應(yīng)對(duì)變形問題的同時(shí)
,也借助剛性材料提供穩(wěn)定支撐
,保障150米深處的高壓空氣得到安全的儲(chǔ)存
,以及系統(tǒng)的密封性和安全性。

首創(chuàng)多環(huán)形陣列設(shè)計(jì) 江西鉛山項(xiàng)目建設(shè)再升級(jí)
江西鉛山300MW先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能國家示范電站
,是國家新型儲(chǔ)能及能源領(lǐng)域的重點(diǎn)項(xiàng)目、入選“新型儲(chǔ)能試點(diǎn)示范項(xiàng)目名單”
、國家第四批能源領(lǐng)域首臺(tái)套重大技術(shù)裝備
。
從單環(huán)形到多環(huán)形 釋放壓縮空氣儲(chǔ)能無限可能
在大唐中寧項(xiàng)目地下儲(chǔ)氣庫“環(huán)形列陣”設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上
,江西鉛山項(xiàng)目又實(shí)現(xiàn)了新的突破
、升級(jí),首次采用了“多環(huán)形列陣”設(shè)計(jì)
。
在保證儲(chǔ)氣庫穩(wěn)定性的同時(shí),該設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)多條儲(chǔ)氣庫獨(dú)立運(yùn)行的功能,可靈活梯次投運(yùn)
,從容應(yīng)對(duì)多種復(fù)雜地質(zhì)狀況
,同時(shí)提高了項(xiàng)目施工、運(yùn)行效率
,為壓縮空氣儲(chǔ)能在更復(fù)雜
、多元的地質(zhì)條件下應(yīng)用,提供了充足的技術(shù)支撐
。
首次在壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫采用數(shù)字孿生技術(shù)
出于對(duì)壓縮空氣儲(chǔ)能電站“數(shù)智化”管理需求的不斷提升,2024年
,中儲(chǔ)國能率先在國內(nèi)壓縮空氣儲(chǔ)能地下儲(chǔ)氣庫采用了“大規(guī)模儲(chǔ)能與監(jiān)測自動(dòng)化管理體系設(shè)計(jì)”
,以提高管理的精細(xì)化
、智能化水平,不斷提高電站管理水準(zhǔn)
。
多項(xiàng)重大工程 磨礪強(qiáng)悍地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)實(shí)力
我們可以看到
,2018年中儲(chǔ)國能成立之初,就是伴隨著我國首個(gè)壓縮空氣儲(chǔ)能淺埋地下儲(chǔ)氣實(shí)驗(yàn)庫——平江儲(chǔ)氣庫
,一路走來的。
歷經(jīng)張北國際首座100MW
、大唐中寧100MW
、河南信陽300MW、江西鉛山300MW等多座先進(jìn)壓縮空氣儲(chǔ)能電站的不斷優(yōu)化
,中儲(chǔ)國能針對(duì)不同地域、地質(zhì)條件下開展大量級(jí)地下儲(chǔ)氣庫總結(jié)出一整套適用于不同工程條件的解決方案
,在壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)研發(fā)、核心裝備研制及系統(tǒng)集成方面的突出優(yōu)勢之外
,又掌握了地下儲(chǔ)氣庫的核心競爭力
,為未來持續(xù)在壓縮空氣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)
。
創(chuàng)新永不停歇
,中儲(chǔ)國能總經(jīng)理紀(jì)律向記者表示
,壓縮空氣儲(chǔ)能是一個(gè)系統(tǒng)工程,每一處都需要精細(xì)打磨
、不斷迭代升級(jí)
,未來企業(yè)還將繼續(xù)在地下儲(chǔ)氣庫領(lǐng)域加強(qiáng)科研投入,積極參與國家
、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定,為壓縮空氣儲(chǔ)能及其他相關(guān)領(lǐng)域
?