這個超級“充電寶”何以創造三項世界第一？中國科技團隊揭秘

由中國科學院武漢巖土力學研究所(武漢巖土所)科研團隊提供地下系統全過程技術支撐的、被形象稱為超級“充電寶”的湖北應城300兆瓦(MW)鹽穴壓縮空氣(壓氣)儲能電站示范工程，2025年1月9日在湖北省孝感市應城市實現全功率并網發電。

這是繼2024年4月9日并網發電后，該示范工程正式啟動兩個地下鹽穴注氣采氣，標志著湖北應城300兆瓦鹽穴壓氣儲能電站開始商業運行，并創下目前已全面投用鹽穴壓氣儲能電站的三項世界第一——單機功率世界第一、儲能規模世界第一、轉換效率世界第一，而廣受關注。

提供全過程全方位技術支撐

中國工程院院士、中國科學院武漢巖土所研究員楊春和長期從事鹽巖水溶開采與油氣地下儲備工程技術及相關理論的研究工作，是中國鹽巖力學與鹽巖地下油氣儲備工程研究領域的開拓者之一。他創建層狀鹽巖大型地下儲庫整體穩定性的分析方法，為地下大型油氣儲庫的建造奠定理論基礎，開創層狀鹽巖力學理論與工程的學科方向。

在湖北應城300兆瓦鹽穴壓氣儲能電站項目中，楊春和院士帶領武漢巖土所油氣中心科研團隊，為該項目成功運行，提供了關鍵的地下系統全過程、全方位的技術支撐。

在項目建設過程中，楊春和院士團隊和能建數科集團深地技術科研團隊、中石油系統內多個單位深度協同，經過聯合技術攻關與實驗論證，不斷優化鹽穴利用方案、鉆井工程系統方案，攻克復雜鹽穴空間高效利用成套技術、數智化選址技術，成功打造一系列國際尖端技術和配套產品包。

楊春和院士指出，通過技術團隊協力攻關，最新投入商業運行的湖北應城300兆瓦鹽穴壓氣儲能電站，在世界范圍內首次使用廢棄壓裂井、首次成功應用鹽穴沉渣空間儲氣，并首創中國國內最大口徑注采井方案，從而大幅提高鹽穴空腔利用率和注采井的注采氣量，降低工程造價并縮短建設工期。

滿足75萬居民一年用電需求

湖北應城300兆瓦鹽穴壓縮空氣儲能電站示范工程，利用湖北省云(云夢縣)應(應城市)地區廢棄鹽礦洞穴為儲氣庫打造而成，其單機功率達300兆瓦級，儲能容量達1500兆瓦時(MWh)，系統轉換效率約70%，每天儲能8小時、釋能5小時，年均發電約5億千瓦時。

楊春和表示，該超級“充電寶”以空氣為介質，轉化的電量可以滿足75萬居民一年的用電需求，可有效應對新能源發電的波動性、間歇性和隨機性，為湖北省電網安全穩定運行和新能源消化吸納發揮重要作用。

針對該項目鹽穴儲氣庫地質條件復雜、大口徑注采井鉆完井難度大，項目團隊通過科技攻關，實現“在世界范圍內首次利用水平壓裂形成的鹽穴水平老腔開展地下儲能”“首次實現高位注氣、低位排鹵的沉渣空隙儲氣擴容的新方案”兩大創新。

前者開辟了利用壓裂形成的鹽穴水平腔的新道路，為中國鹽穴采空區的大規模利用奠定堅實的基礎；后者實現鹽穴沉渣空間利用“零的突破”，將鹽穴地下空間利用率從20%提高到70%以上。

鹽穴壓氣儲能可“削峰填谷”

團隊成員、武漢巖土所馬洪嶺研究員指出，大規模儲能技術是可再生清潔能源成為主導能源的關鍵，由于風電、光伏等可再生清潔能源具有間歇性、不確定性，大規模并網對電網的安全穩定運行帶來沖擊，而儲能裝置由于具有對功率和能量的時間遷移能力，能夠為大規模新能源發電并網問題提供技術解決方案。

目前，抽水蓄能、壓氣儲能和電池儲能是大規模儲能技術的三大首選方式，三者也各具優劣勢。其中，壓氣儲能基本原理是“削峰填谷”，即用電低谷時段，利用電網剩余電力，驅動空氣壓縮機，將空氣注入地下鹽穴；用電高峰時段，將鹽穴中的高壓空氣釋放出來，驅動汽輪發電機發電，電力重新并入電網。

鹽穴由于鹽巖具有良好的流變性、低孔隙率、低滲透性等特點，是國際上公認的大型能源地下儲備的理想方式；鹽巖還具有滲透率低、損傷自愈合、物性穩定，是能源儲備的理想地質體。同時，鹽穴壓氣儲能電站造價低、周期短、選址快，具有工作介質為空氣、環境友好、壽命長等特點。

馬洪嶺還科普稱，遠古時期用不上的能量以煤炭、石油、天然氣形式等儲存于地下，近現代時期人們根據需要對其進行開采利用，這與壓氣儲能原理及應用有點類似。

他透露，鹽穴選址建設壓氣儲能電站要遵循穩定性、密封性、體積可用性三個原則，據此對不同地方鹽穴、鹽礦制定相關國家標準已經立項，預計2025年底正式推出。

保障能源安全重大戰略需求

在中國能建首席專家、數科集團董事長萬明忠看來，電力是人類現代文明的“總開關”，人工智能(AI)的盡頭是電力、電力的盡頭是儲能、儲能的盡頭是深地儲能。

楊春和則強調，深部儲能事關國計民生與國防安全，大幅度提高能源儲備能力，是保障中國能源安全的重大戰略需求。中國鹽礦資源豐富，存在大量鹽礦地下采空區，目前除貴州省外均有發現。利用已有老腔不僅能夠避免鹽礦采空區沉陷、垮塌等地質災害，還將鹽礦采空區變成地下空間資源，變廢為寶，實現了鹽礦地下采空區的資源化利用。

團隊研究成果既保障了中國第一座已全面投用的300兆瓦級壓氣儲能電站的建成，也為后續數百座鹽穴壓氣儲能電站建設與運行奠定了理論基礎和技術支撐。

楊春和表示，目前，創三項世界第一的鹽穴壓氣儲能相關技術，已全面應用于中國在建及擬建的鹽穴壓氣儲能電站，包括湖北應城、湖南衡陽、河南平頂山、江蘇淮安、江西樟樹、云南安寧、陜西榆林、山東泰安等8省的18座鹽穴壓氣儲能電站，累計總功率達1950兆瓦。

他透露，作為能源儲備的理想地質體，項目科技團隊對鹽穴儲油、儲氣、儲氫、儲氦等領域也都開展工作，相關研究和應用已取得一系列重要進展。