国家能源地下储气库研发中心 郑得文
地下空间是国际公认的重要战略资源。地下空间安全性隐蔽性好,是大规模存储战略物资、油气能源以及新质能源的首选,对保障国家能源安全和“双碳”目标实现具有重要战略意义。利用地下空间多元化存储将进一步增强我国油气保供能力、加快油气与新能源融合发展。
目前,我国已经形成了储气库选址评价、方案设计、工程建设、安全运行、数智化管理等五大技术方向,以及储气地质体动态密封性评价、建库有效空间精细评价、气液交互注采滚动排驱扩容与空间动用机理、盐岩造腔数值与物理模拟、多周期注采运行动态分析、储气库多源异构数据融合共享评价等八大理论技术系列成果。这些成果有效地保障了“十四五”期间我国天然气工业高效平稳发展。

新时期地下空间综合利用事关新型能源体系战略性发展问题,是实现风光电、油气氢氨醇高效协同发展的根本保障,是天上的电网、地下的油气管网稳定效益运营密不可分的伴侣,是天地空能量与物质灵活转换调配的新型基础设施联合体,统称为新时代质能系统。该系统以物质载体(油气化石能源等分子形式)与能量形态(风光储等电子形式)的协同转换为核心,融合可再生绿色低碳能源开发,是多元存储、智能调配与跨域输送的新型能源基础设施。
天地空一体化质能系统以物质流(油气氢氨醇)和能源流(电能、化学能等)为输入,通过多重转换,满足需求侧多元灵活物质流和能源流的需求,依据资源禀赋、能源输送网络、多元存储空间的质能优化技术,实现物质流与能源流高效综合利用。
我国储气库的开发与利用已经有成熟的技术与经验,尤其是在高低压反复高速注采工况下动态密封理论技术,为天地空一体化质能系统的建设提供了示范与可能。中国石油集团公司部署了系列地下空间攻关项目,开展了系列实验与先导试验工程,为地下空间大规模综合利用提供了技术支持,打开了天地空一体化质能系统高效利用的新纪元。

我国储气库利用油气开发留下的储气空间实现了大规模建设,但优质接替库址资源有限,未来建库目标将逐步向复杂化深层储气空间转移。比如,盐化公司采盐留下的盐穴,也是地下空间的重要组成部分,油气公司可与盐化企业合资合作,推进该领域发展。另外,各种有色金属矿藏和煤矿开采留下的巷道与空间能否安全有效存储新质能源也可进一步探索。
当前,地下空间综合利用迈向多元化拓展新阶段,能源安全保供与绿色低碳转型协同并进。但对标国家储气能力建设规划、能源强国建设目标与“3060”双碳战略部署任务,当前依然面临高碳化石能源与绿色低碳新质能源高效智能转换的严峻挑战与艰巨任务。

组织团队研讨地下空间综合利用问题
建议在国家电网与国家管网充分融合的条件下,纵深推进地下空间综合利用,打造天(电网)地(管网)空(地下空间)能量与物质灵活转换调配的新型质能系统,加速构建清洁低碳、安全高效的新型能源体系,充分释放地下空间无限潜能,加快发展新质生产力,为国家能源安全筑牢坚实底气。
天上的一张电网与地下的一张管网为我国新时期质能流提供了无障碍通道,地下空间不仅可以存储油气等有形化的物质流,还可以存储风光等绿电或过剩电能转化的储能、氢氨醇等化学能的电子流,能够真正形成质能与电能相互转换、互相补充的新时期天地空一体化能源系统智能网,为我国新时代能源发展战略和能源安全的稳步实施保驾护航。

作者简介:
郑得文,教授级高级工程师,博士生导师,曾任中石油勘探开发研究院天然气地质所副所长、地球物理与信息所所长、储库所所长等职务,享受国务院政府特殊津贴,现为中石油勘探院储库工程首席专家、中国矿业权评估师、国家能源地下储气库研发中心学术委员会委员、储气库专标委委员。主要从事天然气地质综合评价、油气储量评估、储气库选址评价与方案设计等工作。负责国家级与中国石油集团级重要科研项目25项,获省部级成果奖16项、局级成果奖20项,发表论文60余篇,获得专利10余项,合著专著8部。
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