把能源存在地下

周军

如何高效地储存能源，一直是一個世界性难题。这个难题的解法之一，就是地下储能。

地下储能又被称为“深部地下储能”或“深地储能”，是指利用深部盐穴、采空区、废弃矿坑等深部地下空间，将石油、天然气、氢气及二氧化碳等能源或能源物质储存在深部地层中。利用深部地下空间进行大规模能源储备是未来能源储备发展的重要方向，是解决传统石油战略储备、天然气调峰、可再生能源持续供给和未来氢能大规模高效利用的必由之路，对确保国家能源安全、战略物资安全及“双碳”目标实现等具有重要意义。

目前的石油储存方式主要包括地面储罐、盐穴和硬岩洞储存，其中利用盐穴进行原油储存是世界上许多国家采取的主要方式。

在美国的多个始建于二十世纪七八十年代的石油战略储备库中，共有盐穴60余口，石油储存能力超过7亿桶。这些石油储存量不仅保证了美国的能源安全，也奠定了美国在国际油价定价中的主导地位。德国的储备油品主要包括原油、汽油、柴油、重油等，其中原油主要储存在地下盐穴中。德国的石油储备库除了作为战略储备库使用，还会根据国际市场油价的变化，利用剩余库容为客户提供储存服务。而法国早在1925年就以法律形式建立了石油储备制度，法国的石油储备库由1个地下盐穴库和遍布全国的地上储油库组成。

为何各国地下储能都选择了盐穴？盐岩具有物性稳定、渗透率低、损伤自修复、易溶于水和分布广等特征，是大规模能源储备的理想地质体。利用盐岩地层储能也是今后我国实施大规模能源储备的优先发展方向。

为什么要将能源“藏”在地下？是地面设备无法满足能源的储备需求了吗？事实上，地下储能的优势恰好在于“地下”二字。

当然，要理解地下储能的必要性与重要性，必须先了解我国当前的能源结构与能源储存现状。

自2017年起，我国推动能源系统低碳改革的政策力度逐渐加大，已初步形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源全面发展的供给体系。近年来，煤炭作为我国能源消费的主体地位保持不变，但是其在能源消费中的占比呈现出逐年降低的趋势。以天然气和非化石能源构成的清洁能源占比增加显著，由2015年的17.9%增加到2022年的25.9%。截至2022年年底，清洁能源发电装机规模占比49.6%，发电量占比36.2%。

加快非化石清洁能源的利用，是全球能源发展的大趋势，也是我国能源发展的优先方向。然而，由于风能和太阳能等具有典型的地域性且不能连续稳定供给，给电网稳定运行带来了一定的挑战，制约着可再生清洁能源的快速发展。

如何提高可再生能源的利用效率，把多余的电能储存起来？为此，科学家想了许多办法，包括抽水蓄能、压气蓄能、液流电池储能等。然而，无论是压气蓄能还是液流电池储能，都需要较大的储存空间，具有体积大、可承受高压等优点的深部地下空间就成了储能的理想场所。

目前，国外已有利用深部盐矿采空区开展液流电池储能实验的相关报道，为利用液流电池进行大规模储能提供了思路。

当然，对于氢能、石油、天然气等能源的储存需求，广阔的深部地下也是“来者不拒”。

氢能是解决能源可持续发展的有效途径，具有来源广、热值高、无污染、应用场景丰富等优点。氢气的分子量相比于天然气的更小，这意味着氢气的存储需要更多的空间，且存储空间需要具有更好的密封性。因此，深部地下盐穴为大规模氢能储备提供了良好的环境。

另外，利用深部地下空间存储石油能够规避经济性差、安全性低、占地面积大等利用地面储罐储油的缺点，进一步保障石油的安全供给；加快地下储气库建设也能够保证长输管道天然气平稳供给，避免大规模“气荒”的发生。

（责任编辑：白玉磊）