“一旦發(fā)生戰(zhàn)事，地面上的儲氣罐容易受到空中打擊，有了地下儲氣庫，對方就打不著了！院士爺爺，我說得對嗎？”
不久前的一次院士進校園科普活動中，面對青少年的提問，中國工程院院士、中國科學院武漢巖土力學研究所研究員楊春和欣慰地點點頭說：“你說得很對。不過，地下儲能的意義還不止于此。”
為何藏“能”于地下？
能源安全是國家安全的重要組成部分。保證能源安全必須高度重視儲能安全。儲能的方式有很多，深地儲能是非常重要的一種。
20多年來，楊春和始終專注于做一件事——開展地下鹽穴儲能研究。
“即便是在和平環(huán)境中，我們也需要把能源‘藏’在地下！”楊春和說，我國當前的能源結構和能源儲存現(xiàn)狀，決定了我們必須向地下要空間，開展地下儲能。
他曾在多個場合介紹，“深地鹽穴儲能”是地下儲能的重要方式之一，是指利用鹽礦開采后留下的采空區(qū)，或者在地下鹽巖中溶出一個巨大的“天然溶洞”，將石油、天然氣、氫氣、氦氣及二氧化碳等能源物質儲存其中，具有儲量大、成本低、密封好、使用壽命長等優(yōu)點。
我國是能源消費大國，加快非化石清潔能源的利用，是我國能源結構升級轉型和“雙碳”目標實現(xiàn)的重大戰(zhàn)略需求。然而，由于風能和太陽能等能源具有典型的地域性且不能連續(xù)穩(wěn)定供給，因此需要將產生的電能儲存起來才能進行充分利用。
怎么儲存？科學家想了許多辦法，包括抽水蓄能、壓氣蓄能、氫儲能、液流電池儲能等。無論采取哪種辦法，都需要較大的儲存空間。具有體積大、可承受高壓等優(yōu)點的深部地下空間就成了儲能的理想場所。
利用深部地下空間存儲石油能夠規(guī)避經濟性差、安全性低、占地面積大等利用地面儲罐儲油方式的缺點，進一步保障石油的安全供給；加快地下儲氣庫建設也能夠保證長輸管道天然氣平穩(wěn)供給，避免大規(guī)模“氣荒”發(fā)生。
豈可落后于人？
1999年，獲得美國內華達大學地質工程博士學位后，楊春和回國，進入中國科學院武漢巖土力學研究所工作，成為該所第一位海歸博士。
當時，在美國的石油戰(zhàn)略儲備庫中，共有鹽穴60余口，石油儲存能力超過7億桶。這些石油儲存量不僅保證了美國的能源安全，也奠定了美國在國際油價定價中的主導地位。彼時，我國連一座鹽穴儲備庫都沒有。
“回國后，我發(fā)現(xiàn)我國從事這方面研究的人寥寥無幾。”楊春和說，他在很多場合呼吁重視地下儲能，當時中國一些有識之士也逐漸意識到油氣戰(zhàn)略儲能的重要性，一些大型能源企業(yè)提出類似需求，只是苦于國內相關工程一片空白，沒有技術，沒有人才，更沒有成熟的經驗可循。
國家需求、產業(yè)需求就是科學家的研究方向！楊春和決心做“第一個吃螃蟹的人”。
“利用我國鹽礦開采后遺留的采空區(qū)，儲存天然氣。”他第一次公開提出這個設想時，業(yè)界一片嘩然，反對之聲不絕于耳。
有的人認為，中國地質結構極其復雜，無法完成這方面的工程建設——我國鹽層屬于層狀結構，鹽層厚度小、不溶夾層多，地質條件的復雜程度超乎想象。歐美等發(fā)達經濟體的專家們遇到類似地質條件，大多直接放棄建庫。
還有的專家從安全角度出發(fā)，擔心地下儲氣庫發(fā)生泄漏、坍塌甚至爆炸等重大安全事故。
面對質疑，楊春和沒有過多辯解。他帶著設備、行李，帶領團隊深入多個省份開展現(xiàn)場調查，江蘇金壇、湖北潛江、河南平頂山……幅員遼闊的中國版圖上，幾乎所有能用于儲備油氣的鹽巖地下空間，都留下了楊春和團隊的足跡。
通過對大量鹽巖樣本逐個反復試驗比對、精密計算，經過近2000組試驗后，他和團隊成員最終得出一個結論：中國鹽穴的穩(wěn)定性及密封性，對于地下油氣儲備而言完全可靠，具有安全性和適用性。
“辦法總比困難多。外國人能干的事，中國人一樣能干成；外國人認為不好辦的事，中國人付出更多心血和智慧未必不能干成！鹽穴儲氣庫的關鍵技術要掌握在我們自己手中，要建設我們國家自己的儲氣庫。”楊春和帶領團隊用科學數(shù)據(jù)證明了中國鹽穴對于地下油氣儲備來說完全可靠。
2003年，我國西氣東輸工程需要建設配套儲氣庫，楊春和團隊的理論創(chuàng)新終于有了應用機會。他建議第一座鹽穴儲氣庫選址在江蘇金壇，利用金壇鹽礦開采后留下的溶腔建庫，可節(jié)約建設成本1.25億元，節(jié)省建庫時間5年。極具可操作性的專業(yè)意見獲得了有關部門和單位的支持。
2007年，江蘇金壇儲氣庫正式投產注氣，成為我國乃至亞洲首座地下鹽穴儲氣庫。截至2024年1月19日，“中國鹽穴儲氣第一庫”累計采氣量突破50億立方米，可滿足長三角地區(qū)1600萬戶家庭調峰期的燃氣需求。這背后，凝聚著楊春和的大量心血。
2015年，金壇儲氣庫發(fā)現(xiàn)微滲層，出現(xiàn)氣體漏失問題。楊春和臨危受命，開展技術攻關。
經過反復分析和研判，他和團隊提出一種全新技術——利用鹽巖重結晶對儲氣庫進行封堵，并迅速開展金壇儲氣庫關鍵微滲層的重結晶課題研究。最終，微滲層封堵難題被成功解決。
“不僅要讓鹽穴儲氣庫在中國落地生根，還要四面開花、結果。”令楊春和頗為自豪的是，20多年來，他帶領團隊陸續(xù)參與了近10座鹽穴儲氣庫建設的技術攻關，為我國西氣東輸一線、二線以及川氣東送工程提供了重要保障。目前，我國90%以上的地下儲氣庫都由該團隊提供技術支撐。
經過幾十年的發(fā)展，目前，我國的地下儲能在世界上處于什么水平？
楊春和坦言，中國和歐美發(fā)達國家都在做研究，美國、德國起步比我們早幾十年，一度遠遠領先于我們。現(xiàn)在，我們在技術上和它們基本處于同一水平線。乍一看，大家在“并跑”，但事實上，我國的地質環(huán)境比它們要復雜得多，需要解決的問題的難度也大得多。
他直言，西方地質工程領域的科學家不曾遇到中國這樣復雜的地質條件，因此他們的技術路線無法解決中國的問題。相反，中國科學家不僅能夠應對國內復雜的地質環(huán)境，而且可以相當輕松地解決西方國家地下建庫的技術問題。因此，西方國家的技術水平和中國不在同一個層級上。
未來如何布局？
“我國地下儲氣庫‘從0到1’任務已經完成，現(xiàn)在我們要對地層進行分類，搞清楚哪些地方適合儲備哪種能源。”除了儲油、儲氣外，近幾年，楊春和還把目光瞄準了儲氫、儲氦。
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氫能具有來源廣、熱值高、無污染、應用場景豐富等優(yōu)點，有效利用氫能是解決能源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。楊春和認為，大規(guī)模儲氫是氫能產業(yè)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。
他多次建議湖北省依托省內一些地區(qū)豐富的鹽礦資源，建設規(guī)?；瘹淠軆漤椖浚蛟煳覈胁績δ芑?。在他的奔走呼吁下，曾以礦產資源開采而聞名的湖北大冶市在全國率先開展地下儲氫實踐。
2023年3月，大冶市“礦區(qū)綠電綠氫制儲加用一體化氫能礦場綜合建設項目”正式開工。這是我國首個巖穴儲氫技術的科研攻關項目，建成后，將成為全世界第二個洞穴儲氫項目。
“地下空間是座寶庫，按照我們的技術路線建設，未來合適的地層可以儲油、儲氫、儲氦，實現(xiàn)多場景、多元素綜合應用。”楊春和說。
楊春和希望，該項目的開展和技術瓶頸的突破，能為氫能規(guī)?；踩珒Υ嫣峁┘夹g保障，為全國深地巖洞儲氫研發(fā)人員提供聯(lián)合試驗基地，為在全國范圍內推廣大規(guī)模儲氫提供技術和標準。
不久前的一次院士進校園科普活動中，面對青少年的提問，中國工程院院士、中國科學院武漢巖土力學研究所研究員楊春和欣慰地點點頭說：“你說得很對。不過，地下儲能的意義還不止于此。”
為何藏“能”于地下？
能源安全是國家安全的重要組成部分。保證能源安全必須高度重視儲能安全。儲能的方式有很多，深地儲能是非常重要的一種。
20多年來，楊春和始終專注于做一件事——開展地下鹽穴儲能研究。
“即便是在和平環(huán)境中，我們也需要把能源‘藏’在地下！”楊春和說，我國當前的能源結構和能源儲存現(xiàn)狀，決定了我們必須向地下要空間，開展地下儲能。
他曾在多個場合介紹，“深地鹽穴儲能”是地下儲能的重要方式之一，是指利用鹽礦開采后留下的采空區(qū)，或者在地下鹽巖中溶出一個巨大的“天然溶洞”，將石油、天然氣、氫氣、氦氣及二氧化碳等能源物質儲存其中，具有儲量大、成本低、密封好、使用壽命長等優(yōu)點。
我國是能源消費大國，加快非化石清潔能源的利用，是我國能源結構升級轉型和“雙碳”目標實現(xiàn)的重大戰(zhàn)略需求。然而，由于風能和太陽能等能源具有典型的地域性且不能連續(xù)穩(wěn)定供給，因此需要將產生的電能儲存起來才能進行充分利用。
怎么儲存？科學家想了許多辦法，包括抽水蓄能、壓氣蓄能、氫儲能、液流電池儲能等。無論采取哪種辦法，都需要較大的儲存空間。具有體積大、可承受高壓等優(yōu)點的深部地下空間就成了儲能的理想場所。
利用深部地下空間存儲石油能夠規(guī)避經濟性差、安全性低、占地面積大等利用地面儲罐儲油方式的缺點，進一步保障石油的安全供給；加快地下儲氣庫建設也能夠保證長輸管道天然氣平穩(wěn)供給，避免大規(guī)模“氣荒”發(fā)生。
豈可落后于人？
1999年，獲得美國內華達大學地質工程博士學位后，楊春和回國，進入中國科學院武漢巖土力學研究所工作，成為該所第一位海歸博士。
當時，在美國的石油戰(zhàn)略儲備庫中，共有鹽穴60余口，石油儲存能力超過7億桶。這些石油儲存量不僅保證了美國的能源安全，也奠定了美國在國際油價定價中的主導地位。彼時，我國連一座鹽穴儲備庫都沒有。
“回國后，我發(fā)現(xiàn)我國從事這方面研究的人寥寥無幾。”楊春和說，他在很多場合呼吁重視地下儲能，當時中國一些有識之士也逐漸意識到油氣戰(zhàn)略儲能的重要性，一些大型能源企業(yè)提出類似需求，只是苦于國內相關工程一片空白，沒有技術，沒有人才，更沒有成熟的經驗可循。
國家需求、產業(yè)需求就是科學家的研究方向！楊春和決心做“第一個吃螃蟹的人”。
“利用我國鹽礦開采后遺留的采空區(qū)，儲存天然氣。”他第一次公開提出這個設想時，業(yè)界一片嘩然，反對之聲不絕于耳。
有的人認為，中國地質結構極其復雜，無法完成這方面的工程建設——我國鹽層屬于層狀結構，鹽層厚度小、不溶夾層多，地質條件的復雜程度超乎想象。歐美等發(fā)達經濟體的專家們遇到類似地質條件，大多直接放棄建庫。
還有的專家從安全角度出發(fā)，擔心地下儲氣庫發(fā)生泄漏、坍塌甚至爆炸等重大安全事故。
面對質疑，楊春和沒有過多辯解。他帶著設備、行李，帶領團隊深入多個省份開展現(xiàn)場調查，江蘇金壇、湖北潛江、河南平頂山……幅員遼闊的中國版圖上，幾乎所有能用于儲備油氣的鹽巖地下空間，都留下了楊春和團隊的足跡。
通過對大量鹽巖樣本逐個反復試驗比對、精密計算，經過近2000組試驗后，他和團隊成員最終得出一個結論：中國鹽穴的穩(wěn)定性及密封性，對于地下油氣儲備而言完全可靠，具有安全性和適用性。
“辦法總比困難多。外國人能干的事，中國人一樣能干成；外國人認為不好辦的事，中國人付出更多心血和智慧未必不能干成！鹽穴儲氣庫的關鍵技術要掌握在我們自己手中，要建設我們國家自己的儲氣庫。”楊春和帶領團隊用科學數(shù)據(jù)證明了中國鹽穴對于地下油氣儲備來說完全可靠。
2003年，我國西氣東輸工程需要建設配套儲氣庫，楊春和團隊的理論創(chuàng)新終于有了應用機會。他建議第一座鹽穴儲氣庫選址在江蘇金壇，利用金壇鹽礦開采后留下的溶腔建庫，可節(jié)約建設成本1.25億元，節(jié)省建庫時間5年。極具可操作性的專業(yè)意見獲得了有關部門和單位的支持。
2007年，江蘇金壇儲氣庫正式投產注氣，成為我國乃至亞洲首座地下鹽穴儲氣庫。截至2024年1月19日，“中國鹽穴儲氣第一庫”累計采氣量突破50億立方米，可滿足長三角地區(qū)1600萬戶家庭調峰期的燃氣需求。這背后，凝聚著楊春和的大量心血。
2015年，金壇儲氣庫發(fā)現(xiàn)微滲層，出現(xiàn)氣體漏失問題。楊春和臨危受命，開展技術攻關。
經過反復分析和研判，他和團隊提出一種全新技術——利用鹽巖重結晶對儲氣庫進行封堵，并迅速開展金壇儲氣庫關鍵微滲層的重結晶課題研究。最終，微滲層封堵難題被成功解決。
“不僅要讓鹽穴儲氣庫在中國落地生根，還要四面開花、結果。”令楊春和頗為自豪的是，20多年來，他帶領團隊陸續(xù)參與了近10座鹽穴儲氣庫建設的技術攻關，為我國西氣東輸一線、二線以及川氣東送工程提供了重要保障。目前，我國90%以上的地下儲氣庫都由該團隊提供技術支撐。
經過幾十年的發(fā)展，目前，我國的地下儲能在世界上處于什么水平？
楊春和坦言，中國和歐美發(fā)達國家都在做研究，美國、德國起步比我們早幾十年，一度遠遠領先于我們。現(xiàn)在，我們在技術上和它們基本處于同一水平線。乍一看，大家在“并跑”，但事實上，我國的地質環(huán)境比它們要復雜得多，需要解決的問題的難度也大得多。
他直言，西方地質工程領域的科學家不曾遇到中國這樣復雜的地質條件，因此他們的技術路線無法解決中國的問題。相反，中國科學家不僅能夠應對國內復雜的地質環(huán)境，而且可以相當輕松地解決西方國家地下建庫的技術問題。因此，西方國家的技術水平和中國不在同一個層級上。
未來如何布局？
“我國地下儲氣庫‘從0到1’任務已經完成，現(xiàn)在我們要對地層進行分類，搞清楚哪些地方適合儲備哪種能源。”除了儲油、儲氣外，近幾年，楊春和還把目光瞄準了儲氫、儲氦。
廣告
氫能具有來源廣、熱值高、無污染、應用場景豐富等優(yōu)點，有效利用氫能是解決能源可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。楊春和認為，大規(guī)模儲氫是氫能產業(yè)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。
他多次建議湖北省依托省內一些地區(qū)豐富的鹽礦資源，建設規(guī)?；瘹淠軆漤椖浚蛟煳覈胁績δ芑?。在他的奔走呼吁下，曾以礦產資源開采而聞名的湖北大冶市在全國率先開展地下儲氫實踐。
2023年3月，大冶市“礦區(qū)綠電綠氫制儲加用一體化氫能礦場綜合建設項目”正式開工。這是我國首個巖穴儲氫技術的科研攻關項目，建成后，將成為全世界第二個洞穴儲氫項目。
“地下空間是座寶庫，按照我們的技術路線建設，未來合適的地層可以儲油、儲氫、儲氦，實現(xiàn)多場景、多元素綜合應用。”楊春和說。
楊春和希望，該項目的開展和技術瓶頸的突破，能為氫能規(guī)?；踩珒Υ嫣峁┘夹g保障，為全國深地巖洞儲氫研發(fā)人員提供聯(lián)合試驗基地，為在全國范圍內推廣大規(guī)模儲氫提供技術和標準。
