能源地下储存

在中国,地下盐穴能源储备库的研究才刚刚开始不久。中国和德国建造地下储备库的主要不同是,德国的盐岩以盐丘为主,具有氯化钠含量高(可达95%以上),不可溶杂质少的特点,且厚度可达到几百米至上千米;而中国的地下盐岩以水平赋存为主,杂质含量高(15%-25%),通常具有层状夹层,且盐层厚度通常仅为几十米到300米。具有和德国不同的情况,需要进行下面一些专门的研究:

1.         中国高杂质盐岩和夹层(通常为硬泥岩)的基本力学特性研究

2.         开发适合中国水平赋存高杂质盐岩力学特性的本构关系

3.         岩层赋存条件将影响盐穴储气库的设计和几何形状,在综合考虑安全性和经济性,盐岩损伤和损伤恢复的基础上,对盐穴储气库最优形状和最优设计方案进行研究

4.         建造于高杂质薄岩层的盐穴储气库长期稳定性和最优运营参数研究

 

 

在合作小组的框架内,中德科研人员正在进行如下研究:

1.         盐岩的损伤恢复特性实验室研究: 在什么条件下以及如何使现有的损伤减少甚至通过再结晶得到完全恢复。

2.         对不同杂质含量的盐岩进行渗透特性的室内研究: 以及找出渗透率、杂质含量、损伤、损伤恢复、孔隙率和载荷之间的关系。

3.         对盐岩中的热-渗透-力学的耦合特性进行实验和数值研究: 该课题对在盐岩中的核废料地下处置库意义更为重大。

4.         中德盐岩本构方程的基准研究: 以对中德盐岩本构方程进行对比研究

5.         灾变机理及防护理论研究

6.         此外,与抽水蓄能电站相似,压缩空气蓄能发电(compressed air energy storageCAES)也是世界上一种可大规模储存电能的技术。其原理为:在用电低谷时段,使用网上风能电力压缩空气并储存到地下盐穴内,以备负荷高峰时用于发电,从而实现把风能更好地并入电网中。“高压气盐穴蓄能库”研究也是今后的一个重要发展方向,由于与盐穴储气库的可比性,高压气蓄能库可以借鉴能源储备库的基本理论,但有别于普通能源储备库的是,高压气盐穴蓄能库的注采气周期短,溶腔承受交变的压力作用,需要对盐岩的疲劳损伤性能进行深入研究,这一点是之前的普通能源库所未遇到的新问题。

 

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