在“雙碳”目標(biāo)與新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換的驅(qū)動(dòng)下，資源型城市正面臨生態(tài)修復(fù)與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的雙重挑戰(zhàn)。廢棄的鹽穴與礦坑，這些曾被視作生態(tài)傷疤的地下空間，正在成為制氫儲(chǔ)氫、壓縮空氣儲(chǔ)能、抽水蓄能、地?zé)衢_發(fā)的新載體。

氫能是我國能源轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要戰(zhàn)略選擇，但氫能存儲(chǔ)仍是產(chǎn)業(yè)鏈的短板，鹽穴儲(chǔ)氫是目前最具潛力的大規(guī)模儲(chǔ)氫方式。

鹽穴體積巨大且密封良好，密封性比混凝土儲(chǔ)氣罐強(qiáng)30倍，連0.01毫米的泄漏都能監(jiān)測到。

2025年7月25日，中鹽集團(tuán)與清華大學(xué)等單位合作的國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“大規(guī)模鹽穴儲(chǔ)氫”主體工程在江蘇常州正式開工建設(shè)。

圖源：國資委

該工程規(guī)劃新建2組鹽穴，形成2口注采氫井和2口注排鹵井，作為大規(guī)模地質(zhì)儲(chǔ)氫試驗(yàn)驗(yàn)證的工程載體，開展循環(huán)儲(chǔ)釋氫性能試驗(yàn)。建成后，將形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的鹽穴儲(chǔ)氫全套技術(shù)體系，為鹽穴儲(chǔ)氫從理論研究到工程實(shí)踐奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，最終促成鹽穴儲(chǔ)氫的規(guī)模化產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。

此外，在河南省平頂山市葉縣，原本閑置的地下鹽穴，正在化身為儲(chǔ)存能源的巨型“倉庫”。葉縣巖鹽資源豐富，歷經(jīng)數(shù)十年開發(fā)，在保障鹽化工產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的同時(shí)，也在地下形成了90余座巨型鹽穴腔體。若充分開發(fā)鹽腔儲(chǔ)氫項(xiàng)目，儲(chǔ)存容量可達(dá)200億立方米，將助力該縣成為我國中東部氫氣集散地。

2025年7月9日，央視新聞聚焦大冶氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)大冶作為全國首批資源枯竭型城市，在氫能賽道上煥新前行的轉(zhuǎn)型實(shí)踐進(jìn)行了深度報(bào)道。

圖源：央視新聞

大冶礦坑制氫項(xiàng)目是國內(nèi)首個(gè)礦坑制氫項(xiàng)目，該項(xiàng)目將閑置礦坑改造為集綠電生產(chǎn)、氫能制備、地下儲(chǔ)氫、加氫應(yīng)用為一體的綜合能源基地。

在姜橋制氫工廠，一片1.7萬塊光伏板的“藍(lán)色海洋”格外醒目，它們年均產(chǎn)出綠電3000萬千瓦。

除利用廢棄礦山鋪設(shè)光伏外，還充分利用已被挖空的內(nèi)部空間。施工人員在山體內(nèi)部建造長30米、直徑5米的圓柱形儲(chǔ)氫硐室，通過近百米的輸送管道，安全儲(chǔ)存工廠產(chǎn)出的富余氫能。

“礦坑制氫、氫儲(chǔ)能、氫發(fā)電”閉環(huán)系統(tǒng)，讓“沉睡”的土地重獲價(jià)值。

作為新型儲(chǔ)能典型代表，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)是目前除抽水蓄能之外最為成熟的物理儲(chǔ)能技術(shù)之一，也是現(xiàn)今大規(guī)模長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的熱點(diǎn)。

其原理類似于常見的抽水蓄能電站，鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站將上庫換成了鹽穴，將水換成了空氣。當(dāng)用電低谷時(shí)，利用電能將空氣抽取壓縮到地下鹽穴中，用電高峰時(shí)再釋放壓縮空氣進(jìn)行發(fā)電。

1、全球首座非補(bǔ)燃式鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能電站

圖：金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目；圖源：中鹽金壇公司

金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能國家試驗(yàn)示范項(xiàng)目由中鹽集團(tuán)、中國華能和清華大學(xué)三方共同建設(shè)，項(xiàng)目核心設(shè)備實(shí)現(xiàn)100%國產(chǎn)化，是世界首個(gè)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站，在壓縮空氣發(fā)電過程中不依賴外界能源，從而實(shí)現(xiàn)零碳排放。

目前世界上大部分已投運(yùn)的鹽穴型壓氣儲(chǔ)能電站，在發(fā)電環(huán)節(jié)都需要額外的化石能源來加熱空氣，這個(gè)過程叫“補(bǔ)燃”，污染以及熱量損失不可避免。

華能中鹽（常州）儲(chǔ)能有限公司運(yùn)行維護(hù)部副主任龐里波介紹：“補(bǔ)燃技術(shù)的缺點(diǎn)就是需要采用化石燃料，如果非補(bǔ)燃部分單獨(dú)運(yùn)行的話，效率只有30％~40％。金壇鹽穴項(xiàng)目是世界第一個(gè)大型的非補(bǔ)燃項(xiàng)目，基礎(chǔ)效率從30％、40％一躍提升到了60％以上。”

2018年12月25日, 項(xiàng)目開工。

2021年9月30日，發(fā)出第一度電。

2022年5月26日，項(xiàng)目正式投入商業(yè)運(yùn)營。

目前，華能金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電二期項(xiàng)目正在建設(shè)中。

2、全球在建單機(jī)功率最大的壓縮空氣儲(chǔ)能電站

圖源：山東數(shù)科

“能儲(chǔ)一號(hào)”山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲(chǔ)能創(chuàng)新示范電站是世界上在建的最大單機(jī)功率的鹽穴型壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，由中國能建數(shù)科集團(tuán)主體投資建設(shè)，一期1臺(tái)350兆瓦鹽穴型非補(bǔ)燃式壓縮空氣儲(chǔ)能電站，設(shè)計(jì)儲(chǔ)能充電8小時(shí)，釋能發(fā)電4小時(shí)，年發(fā)電量高達(dá)4.6億度，相當(dāng)于20多萬戶家庭一年的生活用電。

該項(xiàng)目于2024年5月28日正式開工，計(jì)劃2025年底實(shí)現(xiàn)全容量并網(wǎng)。

由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，幾乎所有的礦山都有自己的“壽命”。一旦可采資源枯竭，礦山就面臨遺棄或關(guān)閉的命運(yùn)，成為廢棄礦山。廢棄礦坑治理成了“世界性難題”。廢棄煤礦的永久性巷道和硐室進(jìn)行耐壓封閉后，可作為壓縮空氣儲(chǔ)存空間，將壓縮空氣儲(chǔ)能從地上規(guī)劃轉(zhuǎn)為地下。

其工作過程可以分為儲(chǔ)能和釋能兩個(gè)環(huán)節(jié)：

儲(chǔ)能環(huán)節(jié)：壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)在用電低谷或電力過剩時(shí)，利用風(fēng)電/光電或電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的電能帶動(dòng)壓縮機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能，隨后高壓空氣被密封存儲(chǔ)于報(bào)廢礦井（電能→勢能）；

釋能環(huán)節(jié)：在用電高峰或電力缺乏時(shí)，通過放出高壓空氣以推動(dòng)膨脹機(jī)，將存儲(chǔ)的空氣壓力能再次轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)發(fā)電（勢能→電能）。

圖源：周躍進(jìn) 徐雨農(nóng)《為廢棄礦井“輸氧”--廢棄礦井壓縮空氣儲(chǔ)能電站》

2019年8月16日，同煤集團(tuán)云岡礦北大巷廢棄巷道壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目開工。這是全球首個(gè)基于煤礦巷道壓縮空氣儲(chǔ)能電站項(xiàng)目。

項(xiàng)目擬利用云崗煤礦停用的北部煤田巷道，采用清華大學(xué)壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)，計(jì)劃建設(shè)100MW壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目，一期項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模50MW，占地70畝，靜態(tài)投資約5億元。年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)為1328小時(shí)，年發(fā)電量6640萬kWh。

灤平抽水蓄能電站系國內(nèi)首批與礦坑綜合治理相結(jié)合的新能源工程。該項(xiàng)目總投資82.37億元，主體工程于2022年12月8日正式開工建設(shè)，規(guī)劃設(shè)計(jì)總裝機(jī)容量240萬千瓦（一期120萬千瓦），通過改造鐵礦礦坑建設(shè)下水庫實(shí)現(xiàn)資源再利用。

該項(xiàng)目通過礦坑改造節(jié)約建設(shè)用地5400畝，減少土石方開挖量1200萬立方米。采用庫壩一體化設(shè)計(jì)恢復(fù)礦區(qū)植被覆蓋率至85%，形成礦坑治理示范工程。工程實(shí)施后預(yù)計(jì)減少二氧化碳年排放量42萬噸。

海州露天礦曾是阜新礦區(qū)的經(jīng)濟(jì)引擎，2005年閉坑后，留下一個(gè)東西長3.9公里，南北寬1.8公里，深約350米的巨坑。礦坑周邊矸石山占地面積約16.4平方公里，堆積量超過10億立方米。沉陷區(qū)面積超過20平方公里，目前仍未全部穩(wěn)沉。因殘煤自燃、地表沉陷和地裂縫等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，海州露天礦成為市區(qū)空氣污染和地質(zhì)災(zāi)害的“元兇”。

海州露天礦抽水蓄能電站是我國首個(gè)利用廢棄煤礦礦坑建造的抽水蓄能項(xiàng)目，計(jì)劃裝機(jī)容量120萬千瓦，靜態(tài)總投資88.8億元。

電站開發(fā)周期為8年，2022年7月啟動(dòng)地質(zhì)勘探工作，規(guī)劃將長4公里、寬2公里的礦坑改造為人工湖，同步解決殘煤自燃、地表沉陷等地質(zhì)災(zāi)害問題。項(xiàng)目建成后將與周邊風(fēng)電、光伏設(shè)施形成綜合能源矩陣，推動(dòng)阜新市從傳統(tǒng)煤電城市向生態(tài)城市轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)2031年底實(shí)現(xiàn)全部機(jī)組投運(yùn)。

其他礦坑改造抽水蓄能電站項(xiàng)目還有江蘇句容石碭山銅礦抽水蓄能電站項(xiàng)目、韋崗青山湖抽水蓄能項(xiàng)目、隆化抽水蓄能電站項(xiàng)目等。

礦山關(guān)閉后，由于"采礦損傷效應(yīng)"，礦井中往往蓄積著大量礦井水。經(jīng)過長期地球深部地?zé)崮艿募訜幔纬闪颂烊坏?quot;地下熱水瓶"、"熱能蓄電池"、"礦山充電寶"，蘊(yùn)含了豐富的中低溫地?zé)豳Y源。

中國礦業(yè)大學(xué)、深地科學(xué)與工程云龍湖實(shí)驗(yàn)室李曉昭教授團(tuán)隊(duì)研究開發(fā)出關(guān)廢礦山CT三維地?zé)岢上窦夹g(shù)，發(fā)明了井筒"類水封"能源地下結(jié)構(gòu)儲(chǔ)熱/取熱技術(shù)，建立了熱能梯級(jí)利用能源管理系統(tǒng)，讓原本只能沉睡的關(guān)廢礦山地?zé)?，搖身一變成為清潔的可再生能源。目前，該技術(shù)已在江蘇、山東等地開展工業(yè)性試點(diǎn)。