所属领域

安全应急

技术成熟度

产业化

应用行业

能源与动力工程

合作方式

技术开发

成果概况

我国能源结构中清洁能源电力占比的不断提高，电力行业对电力储蓄的需求日益迫切。另一方面随着我国大批资源枯竭及落后产能矿井和露天矿坑加快关闭，形成大量的关闭/废弃矿洞，大量矿业废弃迹地亟待治理。废弃矿洞抽水储能技术是可能综合解决上述问题的方法之一。废弃矿洞抽水蓄能需要在地下利用废弃巷道建立蓄水库，如何保证废弃矿洞地下储水空间的稳定是该技术的关键环节之一。本成果建立了水流静压力、冲击应力与巷道围岩热应力之间的耦合关系，可以提前预测地下储水空间的不安全区域。此外本技术还针对废弃矿洞抽水蓄能特有的浪涌、水击现象，给出系列消解工程装备方案。通过预测避险和工程装备强化两条路径提高弃矿洞地下储水空间的稳定性。

关键技术

1、从地下蓄水空间多场耦合的角度研究地下蓄水空间的稳定性问题，提出了废弃矿井抽水蓄能力学预测方法；

2、形成一套防腐、防磨、削浪的引排水和闸门机构及装置，有效提高地下储水空间对抗不利流体力学特性的能力。

应用领域和市场前景

目前国际我国常规抽水储能单位投资为6000~7000元人民币，若国内抽水储能电力占比达到目前日本14%的水平，仅按2018年统计数据潜在装机市场就高达25000万千瓦，市场潜力为1.6万亿。即使按照国家能源局《水电发展“十三五”规划》，到2020年传统抽水蓄能也需新增装机3700万千瓦，到2025年需新增装机6700万千瓦，折合市场潜力也高达4695亿人民币。废弃矿洞抽水储能技术与传统抽水储能相比较，在产业化方面具有更加广阔的地域适应性。传统的抽水蓄能电站建设需要有特定的地质、地形条件方可建造，在应用的地域方面受到限制。而我国废弃矿洞资源非常丰富，比较传统抽水储能产业化具有更加广阔的市场前景。我国存在东西向（横向）和南北向（纵向）两条大的废弃矿洞资源带。沿东北、华北、山东、江苏、安徽这一条从北至南的废弃矿洞带，正好与我国的东部沿海的核能产业带和东海风力发电带相呼应；沿华北、山西、内蒙、新疆这一条自东向西的废弃矿洞资源带，正好为我国“三北”地区的风力发电和光伏电站提供储能依托。废弃矿井的这种地理分布优势，为废弃矿洞抽水储能提供了广阔的市场空间。