《“十四五”能源領(lǐng)域科技創(chuàng)新規(guī)劃》和《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，通過消納風(fēng)光等可再生能源以實現(xiàn)能源系統(tǒng)穩(wěn)定輸出。地?zé)醿δ芫哂懈吣芰績Υ嫒萘亢透邇δ苄实膬?yōu)勢，能大規(guī)模消納非穩(wěn)定可再生能源并有效解決季節(jié)性供需不匹配問題，可作為長時儲能和系統(tǒng)調(diào)峰的首選。地?zé)醿δ苤饕譃閹r土儲能和含水層儲能，巖土儲能不受水文地質(zhì)條件限制，含水層儲能則存儲溫度更高、規(guī)模更大，均是國內(nèi)外儲能技術(shù)研究的熱點。然而，現(xiàn)有的巖土儲能和含水層儲能系統(tǒng)都避免不了熱損失或熱突破導(dǎo)致的儲能效率低的問題，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。 

針對地?zé)釒r土儲能效率衰減問題，中國科學(xué)院廣州能源研究所地?zé)崮苎芯渴引徲盍覉F隊依托青島即墨鼎泰豐中深層地?zé)峁┡荆_展了基于消納太陽能的中深層同軸套管巖土儲能技術(shù)的研究。針對地?zé)岷畬娱L時儲能技術(shù)瓶頸，聯(lián)合中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所龐忠和團隊，研發(fā)了基于消納風(fēng)光等不穩(wěn)定間歇性能源的中深層地?zé)岷畬觾?供能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)，并依托雄安新區(qū)容城領(lǐng)秀城地?zé)峁┡具M行了現(xiàn)場試驗驗證。

圖1  巖土儲能原理及20年供暖期出口水溫和供熱量預(yù)測

在巖土儲能方面，國內(nèi)外研究結(jié)果表明：中深層同軸套管換熱系統(tǒng)的傳熱和流動性能直接影響取熱系統(tǒng)的供熱效率，隨著供暖周期增加存在熱衰減的風(fēng)險。研究團隊跟蹤了青島即墨鼎泰豐中深層同軸套管換熱系統(tǒng)連續(xù)四年的供暖運行數(shù)據(jù)，分析并驗證了該熱衰減現(xiàn)象（如圖1所示）的同時，提出了在非供暖季主動消納太陽能的地?zé)釒r土儲能技術(shù)，可以有效緩解井筒由于長時取熱造成的供熱系統(tǒng)效率衰減問題。研究結(jié)果表明：非供暖季每年連續(xù)向巖土儲熱后，系統(tǒng)供熱效率衰減趨勢明顯變緩并趨于穩(wěn)定。相關(guān)研究成果發(fā)表于國際能源領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊Energy。（論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544223001998） 

圖2  含水層儲能系統(tǒng)原理及示范現(xiàn)場

在含水層儲能方面，科研團隊基于復(fù)雜地質(zhì)與水力條件下儲能式地?zé)峁┡到y(tǒng)的關(guān)鍵物理/化學(xué)過程機理分析，明確了影響儲能式地?zé)峁┡到y(tǒng)性能的關(guān)鍵因素；研究基于“源網(wǎng)荷儲”協(xié)同優(yōu)化的新一代電熱耦合技術(shù)，實現(xiàn)了將不穩(wěn)定的風(fēng)電高效轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的地?zé)彷敵龅年P(guān)鍵技術(shù)突破。研究團隊聯(lián)合中石化綠源地?zé)崮荛_發(fā)有限公司在雄安新區(qū)容城領(lǐng)秀城地?zé)嵴就瓿珊畬觾?供能系統(tǒng)現(xiàn)場試驗。該系統(tǒng)利用中深層地?zé)岷畬娱L時儲能實現(xiàn)了100%可再生能源建筑供暖，為高效就地消納風(fēng)光等可再生能源提供了重要技術(shù)途徑。 

該研究得到了中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項和中國科學(xué)院STS計劃項目的支持。 

文章來源：廣州能源研究所地?zé)崮苎芯渴?/p>