中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：時(shí)代的大勢(shì)下，中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油紛紛結(jié)合自身業(yè)務(wù)優(yōu)勢(shì)，推進(jìn)新能源業(yè)務(wù)發(fā)展。如今，面對(duì)日漸火熱的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能賽道，“三桶油”又有怎樣的布局？
中國(guó)石油
“十三五”以來，中國(guó)石油直屬研究院所、裝備制造企業(yè)陸續(xù)開展電化學(xué)儲(chǔ)能、鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能等超前技術(shù)儲(chǔ)備研究，積累多項(xiàng)材料開發(fā)、裝備制造等關(guān)鍵技術(shù)。
針對(duì)長(zhǎng)時(shí)、大容量全釩液流電池技術(shù)，工程材料研究院聚焦核心材料改性提升、流場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、組裝密封技術(shù)突破和儲(chǔ)能電堆系統(tǒng)集成：
開發(fā)出硫酸+氟硼酸+甲基磺酸+添加劑（H2SO4+HBF4+CH3SO3H+D-山梨醇）組成的高穩(wěn)定性和寬溫域混酸電解液體系，經(jīng)組分優(yōu)化，使用溫度范圍拓展至-20~50℃；
制備出石墨烯和生物質(zhì)電催化劑（氮摻雜炭黑離子）兩級(jí)修飾的多功能化石墨氈復(fù)合電極（N-CB-G-GF），顯著提升了纖維表面浸潤(rùn)性、電化學(xué)反應(yīng)比表面積（＞43.28m2/g）和氧化還原可逆活性，200mA/cm2電流密度下電池充放電獲得庫倫效率96.5%、電壓效率88%和能量效率85%；
同時(shí)，工程材料研究院采用平面熱熔和激光焊接密封技術(shù)組合，保證了電堆的內(nèi)外密封效果和運(yùn)行穩(wěn)定性。
基于以上材料改性和技術(shù)攻關(guān)，工程材料研究院自主設(shè)計(jì)集成出500W/1000Wh全釩液流電池電堆，在150mA/cm2電流密度下充放電獲得庫倫效率90.4%、電壓效率88%和能量效率81%。擬建設(shè)10kW/10kWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（配套BMS和PCS等監(jiān)控、調(diào)度和安防設(shè)備）與60kW光伏配套構(gòu)建光儲(chǔ)一體化微網(wǎng)示范系統(tǒng)，綜合驗(yàn)證和評(píng)估全釩液流電池配儲(chǔ)運(yùn)行性能和經(jīng)濟(jì)效益。
壓縮空氣儲(chǔ)能方面，中國(guó)石油集團(tuán)工程技術(shù)研究院有限公司經(jīng)過多年攻關(guān)，針對(duì)鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能面臨的注采頻率高、注采氣量大的特點(diǎn)，依托國(guó)家油氣工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，突破了高壓氧腐蝕管柱選材技術(shù)瓶頸，研制了大尺寸耐腐蝕完井封隔器等技術(shù)產(chǎn)品，研發(fā)了大井眼固井低溫速凝早強(qiáng)型韌性水泥漿體系，構(gòu)建了鹽穴老腔穩(wěn)定性及密閉性評(píng)價(jià)理論體系，形成了以復(fù)雜老腔改建儲(chǔ)能庫及大尺寸鉆完井關(guān)鍵技術(shù)為核心的鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能地下工程建設(shè)配套技術(shù)。
▲完井封隔器
研發(fā)了適用于高壓氧腐蝕環(huán)境、大流量高頻注采工況的防腐、防振顫完井封隔器（13-3/8in*10-3/4in、18-5/8"in*13-3/8in），耐壓35MPa，耐溫100℃，一次坐封成功率100%，解決了現(xiàn)有常規(guī)油氣封隔器無法適用于儲(chǔ)能庫單井大流量（25～35萬方/h）、高頻注采工況（一天多次）、長(zhǎng)工作壽命要求等技術(shù)難點(diǎn)。
▲韌性水泥漿體系微觀結(jié)構(gòu)
自研DRA-1S早強(qiáng)劑，構(gòu)建耐20-40℃條件下低溫速凝早強(qiáng)型韌性水泥漿體系，水泥漿體系24h強(qiáng)度大于14MPa、48h強(qiáng)度大于20MPa。
▲“鍛銑封堵老井”+“新鉆井”老腔改造
首創(chuàng)“鍛銑封堵+鉆新井”復(fù)雜鹽礦老腔改造技術(shù)，建立基于經(jīng)典視差優(yōu)化算法的鹽礦井腔三維重構(gòu)數(shù)值模型，創(chuàng)新形成基于磁測(cè)距的鹽穴老腔定點(diǎn)入腔技術(shù)，實(shí)現(xiàn)新鉆井軌跡入腔點(diǎn)垂向誤差≤0.5米，方位誤差≤2°，有效保證鹽礦老腔的精準(zhǔn)連通，實(shí)現(xiàn)老腔利用最大化。
工程院近年來完成了金壇、淮安、衡陽、肥城等國(guó)內(nèi)鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能的可行性研究工作，主導(dǎo)設(shè)計(jì)了國(guó)內(nèi)首座金壇60MW鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，承擔(dān)了世界首臺(tái)(套)300MW級(jí)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能示范項(xiàng)目的工程建設(shè)。
中國(guó)石化
中國(guó)石化在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的布局主要集中在壓縮空氣儲(chǔ)能和鐵基液流電池兩大賽道。
2023年4月18日，中國(guó)石化勝利油田深地空間綠色能源院士論壇召開。論壇上，“勝利油田—清華大學(xué)（電機(jī)系）深地空間綠色能源聯(lián)合研究中心”揭牌成為一大看點(diǎn)。
根據(jù)協(xié)議，雙方將聯(lián)合開展不同場(chǎng)景下儲(chǔ)氣、儲(chǔ)能、儲(chǔ)碳技術(shù)攻關(guān)，合作建設(shè)壓縮空氣儲(chǔ)能1兆瓦技術(shù)驗(yàn)證平臺(tái)，拓展建設(shè)100兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程項(xiàng)目，打造具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，力爭(zhēng)申報(bào)國(guó)家級(jí)或省部級(jí)科技項(xiàng)目，為中國(guó)石化建設(shè)大規(guī)模儲(chǔ)氣庫和壓縮空氣儲(chǔ)能群做好技術(shù)儲(chǔ)備和科技支撐。
液流電池方面，中石化大連石油化工研究院有限公司從成本和資源的角度考慮，重點(diǎn)開展鐵基液流電池的研究，主要包括鐵鉻液流電池和全鐵液流電池兩種技術(shù)。
大連院主要從關(guān)鍵材料出發(fā)，進(jìn)行單電池的研究和測(cè)試，為電堆的設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，最后進(jìn)行系統(tǒng)集成方面的研究工作。
針對(duì)鐵鉻液流電池電化學(xué)反應(yīng)活性差、動(dòng)力學(xué)差、負(fù)極析氫的問題開展研究，大連院主要通過電極的改性，使其能量效率提高到84.5%，且經(jīng)測(cè)試，效率穩(wěn)定性良好。
在鐵鉻液流電池穩(wěn)定性方面，主要考慮容量衰減的問題。大連院從電解液的角度開展研究，對(duì)容量衰減的機(jī)理進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)鐵鉻液流電池電解液的組成進(jìn)行優(yōu)化，包括鐵、鉻、鹽酸濃度和用量的優(yōu)化；并開展了電解液添加劑的研究，通過添加劑使容量衰減率進(jìn)一步降低。目前可將鐵鉻液流電池充放電過程中的單圈容量衰減降低到千分之六左右。
同時(shí)通過添加劑和容量恢復(fù)裝置的使用，保證鐵鉻液流電池的容量恢復(fù)到初始的狀態(tài)，為儲(chǔ)能系統(tǒng)的開發(fā)奠定基礎(chǔ)。此外，大連院也開展了容量衰減SOC監(jiān)測(cè)等方面的一些研究工作。
全鐵液流電池方面，大連院重點(diǎn)研發(fā)電解液，從電解液的黏度、形成沉淀的情況等方面進(jìn)行電解液組成的優(yōu)化，構(gòu)筑了全溶性全鐵液流電池，使其能量效率達(dá)到80%以上。同時(shí)進(jìn)一步開展電堆設(shè)計(jì)方面的研究，包括流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，基于之前在關(guān)鍵材料方面的開發(fā)和優(yōu)選，進(jìn)行電堆的設(shè)計(jì)、均勻性的評(píng)價(jià)，通過模型和試驗(yàn)反饋流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，開發(fā)高功率密度的電堆。
目前中石化大連院已經(jīng)開發(fā)了30kW/120kWh鐵基液流電池的光儲(chǔ)示范項(xiàng)目，完成了儲(chǔ)能設(shè)施方面的建造以及電池密封性和充放電性能的測(cè)試。
中國(guó)海油
與中石油、中石化相比，中國(guó)海油則以LNG項(xiàng)目為龍頭，帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。
中國(guó)海油旗下氣電集團(tuán)技術(shù)研發(fā)中心自主開發(fā)的基于新型深冷科技的液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)，可利用LNG冷能實(shí)現(xiàn)常壓、低溫、高密度的液態(tài)空氣能量?jī)?chǔ)存，并在需求時(shí)穩(wěn)定輸出能源，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)60%以上。擁有“一種基于LNG冷能利用的液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)”等多項(xiàng)發(fā)明專利。
依托自主技術(shù)，氣電集團(tuán)正在推動(dòng)液態(tài)空氣儲(chǔ)能在浙江LNG三期、江蘇LNG二期等項(xiàng)目的示范應(yīng)用。
2023年11月，中國(guó)海油首座27萬方全“坐地式”LNG儲(chǔ)罐在浙完成承臺(tái)施工，寧波“綠能港”三期項(xiàng)目正式進(jìn)入主體施工階段。該項(xiàng)目建成后年處理LNG規(guī)模將達(dá)600萬噸。
據(jù)氣電集團(tuán)公司官網(wǎng)，下一步，寧波“綠能港”將全力以赴實(shí)現(xiàn)三期項(xiàng)目如期安全高質(zhì)建成投用的整體目標(biāo)，同步統(tǒng)籌規(guī)劃實(shí)施配套的冷能發(fā)電、固體燃料電池、液態(tài)空氣儲(chǔ)能等項(xiàng)目，打造成能量梯級(jí)利用、低碳環(huán)保的清潔能源綜合利用服務(wù)基地。
整體來看，中國(guó)石油、中國(guó)石化、中國(guó)海油關(guān)注重點(diǎn)雖有不同，但在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的布局均未落下，大力發(fā)展大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，將為以“三桶油”為代表的油氣企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型提供有力支撐。未來，除發(fā)電集團(tuán)外，油氣企業(yè)也將成為手握大量?jī)?chǔ)能需求的業(yè)主單位。
