【背景】在全球碳达峰碳中和背景下,可再生能源发展迅速,正逐步改变世界能源结构。但光伏和风电能源的间歇性和波动性特征容易导致电网频率波动和供电可靠性降低。压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术凭借其大容量、...【背景】在全球碳达峰碳中和背景下,可再生能源发展迅速,正逐步改变世界能源结构。但光伏和风电能源的间歇性和波动性特征容易导致电网频率波动和供电可靠性降低。压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术凭借其大容量、低成本优势,成为支撑绿色电网稳定运行的关键。【方法】通过对近年来国内外文献进行系统综述,梳理了CAES储气库地质评价理论与技术现状,对比分析了软岩硐室、多孔地层和硬岩硐室3类储气库的适用性、性能特征及关键技术瓶颈。【进展和展望】软岩硐室(盐岩层/废弃矿井)技术成熟但成本较高,需重点评估硐室稳定性与长期密封性;多孔地层(砂岩/废弃油气储层)储量大但气体控制难度高,需综合考虑圈闭条件、储层物性及断层封堵性;硬岩硐室(玄武岩/花岗岩)稳定性强但施工成本高,需优化裂缝控制与复合衬砌技术。当前CAES技术应用研究在地下储气库选址与评价、地质资源潜力评价和地下储层建模3方面进展显著,但仍面临以下问题:(1)盐穴依赖性强,废弃煤矿与硬岩硐室经济性不足,多孔地层非均质性影响储气效率;(2)地质资源潜力评价受限于数据精度和简化假设条件;(3)储层模拟缺乏多场耦合效应的考量。未来研究需从两方面突破:加强多孔地层储层孔隙结构和盖层的精细化研究,融合三维地震等技术,构建高精度地质模型;开发热−水−力多场耦合模型,并通过实验验证动态工况下的储层行为。研究结果为不同地质条件下CAES储气库的规模化应用提供了理论与技术参考。展开更多
文摘【背景】在全球碳达峰碳中和背景下,可再生能源发展迅速,正逐步改变世界能源结构。但光伏和风电能源的间歇性和波动性特征容易导致电网频率波动和供电可靠性降低。压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)技术凭借其大容量、低成本优势,成为支撑绿色电网稳定运行的关键。【方法】通过对近年来国内外文献进行系统综述,梳理了CAES储气库地质评价理论与技术现状,对比分析了软岩硐室、多孔地层和硬岩硐室3类储气库的适用性、性能特征及关键技术瓶颈。【进展和展望】软岩硐室(盐岩层/废弃矿井)技术成熟但成本较高,需重点评估硐室稳定性与长期密封性;多孔地层(砂岩/废弃油气储层)储量大但气体控制难度高,需综合考虑圈闭条件、储层物性及断层封堵性;硬岩硐室(玄武岩/花岗岩)稳定性强但施工成本高,需优化裂缝控制与复合衬砌技术。当前CAES技术应用研究在地下储气库选址与评价、地质资源潜力评价和地下储层建模3方面进展显著,但仍面临以下问题:(1)盐穴依赖性强,废弃煤矿与硬岩硐室经济性不足,多孔地层非均质性影响储气效率;(2)地质资源潜力评价受限于数据精度和简化假设条件;(3)储层模拟缺乏多场耦合效应的考量。未来研究需从两方面突破:加强多孔地层储层孔隙结构和盖层的精细化研究,融合三维地震等技术,构建高精度地质模型;开发热−水−力多场耦合模型,并通过实验验证动态工况下的储层行为。研究结果为不同地质条件下CAES储气库的规模化应用提供了理论与技术参考。
