氫能是未來全球極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?，不僅能平抑太陽能和風(fēng)能等新能源的波動性與間歇性，還能作為大規(guī)模儲能的載體，已成為國際能源領(lǐng)域的研究熱點。儲氫是連接氫能上下游產(chǎn)業(yè)的重要樞紐，缺乏大規(guī)模儲氫技術(shù)是制約氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的瓶頸。小規(guī)模和中等規(guī)模的氫存儲難以滿足區(qū)域能源調(diào)峰、國家戰(zhàn)略儲備及能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的需求。鹽穴、枯竭氣藏和襯砌硐室等地下儲氫方式，被視為實現(xiàn)大規(guī)模儲氫的優(yōu)良解決方案，已成為國內(nèi)外儲氫領(lǐng)域的研究熱點。然而，面向工程決策的系統(tǒng)性經(jīng)濟(jì)評估仍相對薄弱，缺乏在統(tǒng)一分析框架下針對不同儲氫方案及關(guān)鍵成本影響因素的研究，這些問題限制了技術(shù)成果的工程化推廣，亟需開展深入研究以支撐地質(zhì)儲氫基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)與布局。????中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所楊春和院士團(tuán)隊，開展了大規(guī)模地下儲氫經(jīng)濟(jì)性研究，通過分析鹽穴、枯竭氣藏和襯砌硐室等三類典型儲氫場景下的關(guān)鍵成本因素，構(gòu)建出面向三類典型場景的全生命周期儲氫成本計算模型。研究統(tǒng)籌考慮緩沖氣投資、地下工程成本與地面設(shè)施成本，并在典型工況下對儲氫規(guī)模與注采頻率進(jìn)行敏感性分析，以平準(zhǔn)化儲氫成本（LCOHS）量化不同方案的經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而提出不同地質(zhì)儲氫場景下儲氫規(guī)模與注采頻率的優(yōu)化建議。論文中提出的儲氫成本評估框架，可為與氫能相關(guān)的區(qū)域能源系統(tǒng)發(fā)展、能源資源配置優(yōu)化及國家能源儲備體系完善提供科學(xué)支撐。????研究表明，長周期儲氫場景下地下儲氫技術(shù)，相比于地面儲氫表現(xiàn)出顯著的成本競爭力。研究發(fā)現(xiàn)，三類典型地下儲氫技術(shù)及其經(jīng)濟(jì)性特點包括：（1）鹽穴儲氫具備大規(guī)模多循環(huán)注采能力，采用天然鹽巖封存高純度氫氣，靈活的注采性能使其適用于多種應(yīng)用場景，隨注采頻率提高及儲氫量增大，其平準(zhǔn)化成本顯著降低；（2）枯竭氣藏更適配季節(jié)性與超大規(guī)模儲氫，采用氫氣與天然氣混合儲存，合理控制注采速度從而確保儲層穩(wěn)定性與密封性是關(guān)鍵，平準(zhǔn)化成本保持較低水平；（3）襯砌硐室儲氫更適合中等規(guī)模與高頻循環(huán)注采氫場景，可儲存高純度氫氣且選址相對靈活，若僅用于季節(jié)性存儲，其經(jīng)濟(jì)性相對受限，但提高注采頻率可具備較強競爭力。????研究成果發(fā)表于一區(qū)TOP期刊《Applied Energy》，通訊作者為施錫林研究員。研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃“地質(zhì)儲氫庫適用性及安全關(guān)鍵技術(shù)”（2024YFB4007100）、國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金（52122403）、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會優(yōu)秀會員（Y2023089）等項目資助。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306261925012942
圖1 典型的地下儲氫技術(shù)
圖2 存儲107kg H2各儲氫場景下資本支出成本（CAPEX）組成，其中DGR（depleted gas reservoir）為枯竭氣藏；SC（salt cavern）為鹽穴；LRC（Lined rock cavern）為襯砌硐室
圖3 存儲107kg H2各儲氫場景下運維成本（OPEX）組成
圖4 地面儲氫技術(shù)與地質(zhì)儲氫經(jīng)濟(jì)性對比，其中，High pressure gaseous hydrogen storage 為高壓氣態(tài)儲氫技術(shù)；Low temperature liquid hydrogen storage 為低溫液態(tài)儲氫技術(shù)；Organic liquid hydrogen storage 為有機(jī)液態(tài)儲氫技術(shù)；Solid hydrogen storage 為固態(tài)儲氫技術(shù)
圖5 各儲氫場景下LOCOH隨儲氫規(guī)模變化
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