[发明专利]利用太阳能和废弃油气藏的地下制储氢系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用太阳能和废弃油气藏的地下制储氢系统及方法，系统包括：废弃油气藏、电缆井、采氢井、电解水制氢反应槽装置、氢气干燥装置、太阳能发电装置、电缆、控制器和氧气释放装置；所述电解水制氢反应槽装置和所述氢气干燥装置均设置在所述废弃油气藏内，分别经电缆和控制器与太阳能发电装置电气连接；所述氧气释放装置，设置在所述废弃油气藏上的地面处，通过穿设在所述电缆井内的管道连接至所述电解水制氢反应槽装置的阴、阳极板处。该系统及方法能安全、低成本的制氢，并直接储存，自动化程度高，也方便后续使用。

技术领域

本发明涉及氢气的制备和储存领域，尤其涉及一种利用太阳能和废弃油气藏的地下制储氢系统及方法。

背景技术

氢是自然界中存在最多的元素，其分布也十分广泛，水便是氢的“仓库”。氢能作为一种清洁型能源，其利用形式多种多样，如供暖、发电等。氢气在空气中的含量很低，制取氢气最常见的方法是电解水制氢，即消耗电能转化为化学能。利用太阳能发电制氢产生的氢气称为绿氢，在其制取过程中没有碳排放，对环境影响非常小。氢气是一种良好的储能载体，可将具有间接性、不稳定性的太阳能通过发电制氢的方法储存，实现太阳能高效利用和稳定输出，开发和利用太阳能有利于解决环境污染问题。

利用储气罐存储氢气有很大的安全隐患，相比之下废弃油气藏存储氢气有诸多优点，如建库周期短、投资运行费用低、安全可靠等。利用太阳能发电制氢会持续产生氢气，废弃油气藏满足存储大量氢气的条件，且其本身地下构造、储层情况清楚，无需投入大量资金进行地质勘探。废弃油气藏的生产井可以经特殊改造后继续使用，油气藏内部含有部分气体，添充少量垫层气量便可防止地下水侵入，保证油气藏的结构稳定性。

中国发明专利(CN111439520A)公开的方案中，是在电解水制取氢气后通过氢气压缩设备将氢气输入至缓冲罐，缓冲罐连接三通阀，最终将氢气注入地下油气藏中，该方法可以稳定的将氢气输送至油气藏存储，但是氢气压缩设备消耗大量电能，可能无法高效的利用风能发电并制取氢气，浪费资源，购买及维护氢气压缩设备会浪费人力物力，存在经济性低的问题。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种利用太阳能和废弃油气藏的地下制储氢系统及方法，能实现在废弃油气藏内直接制氢并进行储存，不需要对制得的氢气进行压缩和输送，不会浪费对应的人力物力，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种利用太阳能和废弃油气藏的地下制储氢系统，包括：

废弃油气藏、电缆井、采氢井、电解水制氢反应槽装置、氢气干燥装置、太阳能发电装置、电缆、控制器和氧气释放装置；其中，

所述废弃油气藏上分别设置与地面连通的所述电缆井和所述采氢井；

所述电缆井的井口为密封结构；

所述采氢井的井口为密封结构，其上设有连接外部输氢管网的接口；

所述电解水制氢反应槽装置和所述氢气干燥装置均设置在所述废弃油气藏内；

所述电解水制氢反应槽装置底部通过设有第二液体单向阀的输水管路与所述废弃油气藏下方的地下水层连通；

所述电解水制氢反应槽装置的顶部出气口与所述废弃油气藏内连通；

所述氢气干燥装置分别通过氢气进气管路和回液管路与所述电解水制氢反应槽装置内气体容置空间内连通，该氢气干燥装置设有与所述废弃油气藏内连通的干燥氢气出口；

所述太阳能发电装置的供电端通过所述控制器和穿设在所述电缆井内的电缆与所述电解水制氢反应槽装置电解水制氢用的阴、阳极板电气连接；