1. Sijm, J.、Janssen, G.、Morales-Espana, G.、van Stralen, J.、Hernandez-Serna, R. 和 Smekens, K.,2020 年。《大规模储能系统在荷兰能源系统中的作用,2030-2050 年》。 TNO 报告 2020 P11106。 2. Groenenberg, R.、Juez-Larré, J.、Goncalvez, C.、Wasch, L.、Dijkstra, H.、Wassing, B.、Orlic, B.、Brunner, L.、van der Valk, K.、Hajonides van der Meulen, T. 和 Kranenburg-Bruinsma, K.,2020 经济经济学模型。能源存储系统。 TNO 报告 2020 R12004 3. Winters, E.、Puts, H.、Van Popering-Verkerk, J. 和 Duijn, M.,2020 年。《大规模储能的法律和社会嵌入性》。 TNO 报告 2020 R11116。 4. Van der Valk, K.、Van Unen, M.、Brunner, L. 和 Groenenberg, R.,2020 年。压缩空气地下储存 (CAES) 和氢气地下储存 (UHS) 相关风险清单,以及 UHS 与地下储存风险的定性比较。天然气地下储存设施(UGS)。 TNO 报告 2020 R12005
摘要 摘要 氢气是一种低碳清洁能源,生产来源广泛,大力发展氢能产业是实现双碳目标、应对全球能源转型的重要举措。在氢能“制备—储存—运输—应用”全产业链中,氢气存储难度大一直是制约氢能产业高质量发展的因素。盐穴储氢具有成本低、规模大、安全性高、储氢纯度高等突出优势,是未来大规模储氢的重要发展方向,也是我国低碳能源转型的重大战略需求。全面调研了我国制氢产业和氢能消费现状,进一步分析了我国盐穴储氢需求,调研了国外利用盐穴储存天然气和氢气的技术和工程现状,总结了我国盐穴储氢的发展和建设历史。对比了盐穴储氢技术在天然气、氦气、压缩空气、氢气储藏中的异同,提出了我国盐穴储氢技术面临的三大科技难题:层状盐岩中的氢气渗流与生物化学反应、盐穴储氢井筒完整性控制、储氢群灾害孕育与防治,明确了储氢需求快速增长的趋势和我国大型盐穴储氢技术的重点研究方向。
摘要:地下盐穴被广泛应用于天然气、压缩空气、石油、氢气等大型储能设施。为了快速建设大型天然气储量,建立了一种独特的建设方法,即利用盐穴水采后遗留的既有盐穴建设储能设施。2007年,该方法首次应用于中国金坛天然气储能设施。在此成功的基础上,我国又筛选出多个既有盐穴用于建设储能设施。工程经验表明,如何从众多的可用盐穴中筛选出最合适的盐穴并进行验证是盐穴再利用成功的关键。本文总结和评述了相关理论与测试方法,包括:(1)利用既有盐穴建设储能设施的初步选择原则,(2)既有盐穴密封性的测试方法与评价理论,(3)我国利用既有盐穴建设储能设施的典型工程案例。从实际应用结果来看,本文提出的优选原则可以快速筛选出具有储能潜力的现有盐穴,且注卤法可以有效评价其密封性,为后续大规模实施现有盐穴利用项目提供了技术路线。
摘要:氢气正成为燃料电池运输、热能和电力领域整合中越来越重要的能源载体。地下盐穴是储存利用可再生能源 (RES) 发电从水电解中获得的氢气的最有前途的方法之一。同时,氢气的生产可用于避免电力需求低或价格低时的能源削减。储存的氢气还可用于发电能源需求高的时候,例如燃料电池,以弥补可再生能源发电量低造成的波动和短缺。本文概述了为实现上述目的而使用和提出的利用可再生能源过剩能量从水中生产氢气的技术及其储存技术,特别是在地下盐穴中的储存技术,以及其可行性。本文根据目前的最新技术比较和总结了竞争技术,确定了氢气生产和储存的一些困难,并讨论了哪种技术最有前途。相关分析比较了氢气生产和储存系统的成本和技术经济可行性。本文还指出了氢气融入电网的潜力、技术挑战和局限性。
术语 缩写 LCOE 平准化电力成本 LWR 轻水反应堆 NHES 核混合能源系统 PEM 聚合物电解质膜 SMR 小型模块化反应堆 符号 𝑛 𝑛𝑒𝑢 中子密度 𝑡 时间 𝑇 温度 𝑉 体积 𝐶 𝑝 热容量 𝑊 功率 𝑚̇ 质量流速 𝐸 𝑓 每次裂变平均可回收能量 𝜎 𝑓
多塞特位于威塞克斯盆地内,该地质区域内有地下盐穴。2010 年代初,波特兰天然气储存有限公司 (Portland Gas Storage Ltd.) 差点将这些盐穴开发为天然气储存设施,此前,该设施于 2008 年获得规划许可,但未能获得资金。最近,Element Energy 在一份提交给英国商业、工业和战略部 (BEIS) 的报告中指出,威塞克斯盆地盐穴是潜在的氢气储存设施,估计潜在储存容量为 227,000 GWh。盐穴还被确定为通过压缩空气储能 (CAES) 进行大规模、长期储能的潜在选择。
嗜卤代微生物长期以来一直在盐晶体的盐水内包含中生存,这证明了含有色素的卤素的盐晶体的变化。然而,允许这种生存的分子机制数十年来一直是一个空旷的问题。虽然halite(NACL)表面灭菌的方案已使细胞和DNA从卤石内盐水内包含内部分离出来,但基于“ - 组”的方法面临着两个主要技术挑战:(1)在所有污染有机生物元素(包括蛋白质)中取出所有污染物(包括蛋白质),并在卤代含有卤化物表面中脱离了(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2),并(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性的(2)表现性。足够的速度以避免提取过程中基因表达的修饰。在这项研究中,我们测试了解决这两个技术挑战的不同方法。随后,我们将优化的方法应用于对模型卤素模型的早期适应(盐酸盐NRC-1)的早期适应来进行盐酸盐水夹杂物。蒸发后两个月对大杆菌细胞的蛋白质组进行检查显示,与固定相液体培养物相似,但核糖体蛋白的下调急剧下调。虽然中央代谢的蛋白质是液体培养物和盐酸盐夹杂物之间共有蛋白质组的一部分,但在卤石样品中,参与细胞迁移率(古细胞,气囊泡)的蛋白质不存在或较少。此处提出的方法和假设使未来对培养模型和天然halite系统中Halophiles生存的研究。蛋白质在盐水内含物中独有的蛋白质包括转运蛋白,表明细胞与周围的盐水包容微环境之间的改进相互作用。
CAES 技术的比较和替代方案 在讨论绝热 CAES(例如 Storelectric 提出的技术)时,了解不同类型的 CAES 非常重要 — 本质上是传统、等温和绝热,以及这些类型的变体。它们的性质非常不同,尤其是绝热 CAES 经常与等温 CAES 混淆,例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 提出的 CAES。事实上,两者根本不同。请注意,所有效率均引用电网到电网和寿命,而电池通常引用端到端 [忽略辅助负载] 和第 1 天 [忽略退化]。还要注意,电池往往会引用不包括土地、电网连接、开发成本等的安装成本,而这些都包含在 Storelectric 的所有估算中。 CAES 压缩空气能储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源(例如来自电网或可再生能源发电)将空气压缩至高压 — 通常为 70bar。当再次需要能量时,空气被释放来为涡轮机提供动力(或辅助动力),从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高,需要大量的空气,因此采用地质储存;现有的CAES 采用盐穴,这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中,但从未发生过盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的,位于盐盆内,世界各地都有。传统CAES 将空气压缩到 70bar 时,温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中,否则盐穴会恶化。因此,传统的CAES 会将压缩热浪费在冷却塔中。然而,在大约环境温度下从 70bar 膨胀会使空气冷却至约 -150 o C。这不仅会冻结环境,还会冻结设备,从而破坏设备,因此需要重新加热。传统的 CAES 通过燃烧气体来吸收膨胀热量。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机,从而使涡轮机更省油。但它仍然燃烧同等规模发电站 50-60% 的天然气(对于 McIntosh;Huntorf 为 60-70%),其往返效率(所有能量输出:输入)最多为 50%(Huntorf 为 42%),尽管更现代的设备希望达到约 54%。由于膨胀是通过经过特殊改造的涡轮机进行的,因此传统的 CAES 仅适用于固定尺寸。Storelectric 的 CCGT CAES 是传统的(“CCGT” 因为它基于联合循环发电站的设计),但具有以下优点:
氢气 (H 2 ) 有可能成为低碳经济中替代碳氢化合物的清洁燃料替代品,而 H 2 储存是新兴 H 2 价值链的关键组成部分。然而,将 H 2 用于大容量电力管理和其他工业应用将需要大幅扩大地质储存的规模。虽然地质 H 2 储存可以在盐层内的多孔介质和盐穴中进行,但盐穴因其大储存容量、密封完整性和灵活的操作以及较大的注入和提取速率而被认为是地下 H 2 储存的最佳选择。这项研究收集了位于美国墨西哥湾盆地陆上和近海地区的 569 个盐丘的综合数据库。这项工作通过选择没有预先存在的洞穴并且深度范围适合盐穴建设的陆上盐丘来筛选数据库。因此,我们选择并分析了德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州 98 个适合储存 H 2 的陆上盐丘。我们针对三种情形进行了 H 2 存储容量计算:低情况、基准情况和高情况。对于基准情形,我们估计这些盐丘总共可容纳 2550 个洞穴,总工作气体潜力为 130 Gsm 3 ,相当于总能量存储潜力为 368 TWh。根据我们的基础情形,美国天然气消耗量 10% 的替代需要 28 Gsm 3 的 H 2 存储容量。这个数字意味着需要建造或重新利用超过 556 个盐丘,每个盐丘的几何体积为 0.75 Mm 3 。这是此类研究中的首例,按州、县和德克萨斯州、路易斯安那州和密西西比州的单个盐丘细分了 H 2 存储潜力。本研究的结果为评估美国盐丘的 H 2 储存潜力提供了宝贵的信息,有助于制定未来 H 2 基础设施的开发战略。最后,我们为读者提供了一张显示本研究结果的交互式地图。