[发明专利]一种利用地下盐岩溶腔大规模储藏氢气的方法

说明书

本发明公开了一种利用地下盐岩溶腔大规模储藏氢气的方法，包括步骤：1)对选择的地下盐岩溶腔进行地质探查；2)选择至少能高压条件下不出现氢脆损坏的溶腔管柱设备；3)对盐岩溶腔进行现场气密性检测；4)对盐岩溶腔进行注气排卤，在卤水排出完成后，提起排卤套管，在井口安装腔体压力、温度和流量监测设备，完成存储工作。本发明通过进行地质选型，管柱选材，腔体气密性检测、稳定性与密闭性分析评价等准备工作，预防了后期盐穴溶腔储氢工作中可能发生的氢气泄漏、管柱器材氢脆化等问题。并且在注气排卤前，通过在卤水上方注入油液保护层，可充分地排出腔内卤水，增加腔体利用空间，同时隔离气体与残存余液的接触，保证所存储气体的纯度。

技术领域

本发明涉及盐岩储气库技术领域，特别涉及一种利用地下盐岩溶腔储存氢气的方法。

背景技术

工业革命以来，人类社会对于能源的需求急剧增长，煤、石油、天然气等常规化石能源不断被消耗，并对地球环境造成巨大危害，能源危机日益严重，为应对这一困境，人们开始寻求新的绿色可再生的能源，用以满足人类社会的发展需要。可再生能源，如水能、风能、太阳能、地热能、生物质能等，就是我们能够用来解决能源与环境问题的绿色新能源，近年来，国内外可再生能源的发展利用日新月异，首先是水力发电的蓬勃发展，各国的大型水力发电设施相继矗立，风力、光伏、光热、地热、生物质燃烧等发电设施也紧随其后，相继并网，为人们生活、生产等活动提供源源不断的能源动力。但是由于水、光、风等自然资源受季节、天气、地理位置的影响较大，联网供电时波动性强，不能长时间稳定供电，近年来水、光、风等电力资源弃电严重，是可再生能源发展应用中的一个严峻的考验。在这一严峻形势下，各国通过研究，开展实施了电网削峰填谷、CAES(压缩空气储能)、风光电联合储能等一系列应对措施，促进可再生能源的健康可持续发展应用。

氢是自然界中含量最多的元素，来源广泛，氢气也是人们发现的一种清洁能源，可通过电解水生成。氢气密度小，燃烧值大，1千克氢气完全燃烧能够放出142500千焦的热量，且生成物为水，清洁无污染，甚至能循环使用。可以将风、光、水等可再生能源产生的弃电，在电网削峰填谷中，波峰时，多余的电力用来电解水制成氢气，将氢气储存好后，在波谷时通过燃烧氢气来发电，这样将有效应对可再生能源发展推广的弊端。有资料表明，氢气储能的密度约为CAES的10-12倍，是抽水蓄能的25倍，用氢气进行储能，占用空间少，发电持续时间长，可以对电网实现达到TW级别的储能，以及几周到月的长时期供能，将为可再生能源的健康发展提供更有力的保障。同时，氢气还是工业生产的重要原料，可制作人造煤气、甲醇等工业产品，在交通运输、供暖、发电等诸多领域有着广泛的应用。由此可知，氢气应用前景广阔，发展形势大好，将成为未来全球发展的主要能源之一，一幅宏伟的氢能发展蓝图亟待构想，但首先，人们需要解决氢气的大规模储存问题。

氢气的地下储存一直以来被各国不断的探索与研究，早期是以50％-60％的比例与甲烷混合制成人造煤气注入地下储库，后期也开展了纯氢气(95％氢气加3％-4％的二氧化碳)的地下储存，其中，法国、德国、英国、美国等欧美国家在氢气地下储存方面的研究与实践较多，我国在这方面的探究相对较少。当前，为应对能源危机，各国都在积极实施能源战略储备战略，地下盐穴储备库是能源战略储备工作中最重要的一环，盐岩地下储库具有储存量大、调峰速度快、安全经济等优点，如今已是国际公认的天然气及石油等战略能源最佳的地下储存场所，近年来地下盐穴储库建设在我国发展迅速，结合我国国情与外国的地下储氢经验，开展地下盐岩溶腔储氢的探究，对我国未来氢气的储存与应用具有十分重要的指导意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种利用地下盐岩溶腔大规模储藏氢气的方法，以实现利用地下盐岩溶腔储藏氢气。

本发明利用地下盐岩溶腔大规模储藏氢气的方法，包括以下步骤：

1)对选择的地下盐岩溶腔进行地质探查，合格的储存氢气的地下盐岩溶腔应满足如下地质条件：