北京
日前，随着氢气成功注入位于湖北省黄石市大冶市金湖街道宋晚村的废弃矿山山腹，国家重点研发计划岩洞储氢库示范工程顺利完成氢气加压试验，各项数据达标、状态稳定。至此，国内首个岩洞储氢中试验证平台实现从“0”到“1”的突破，也标志着我市成功打通氢能“制、储、运、加、用”完整链条。
从“0”到“1”的突破分量有多重，全程参与项目研发建设的中冶武勘工程设计院副总工程师谢亮最有发言权。“制氢不易，储氢更难。”谢亮介绍，氢气分子小、易泄漏，还会使金属在应力作用下产生“氢脆”，出现微裂纹甚至断裂；而要抗高压，常规地面钢质球罐就得又厚又重，成本高、储量小、占地大，规模越大，矛盾越突出。
▲岩洞储氢入口
“既然地面罐处处受限，就不妨换个思路，把承压、密封、安全这三件最费钢、最占地的事交给山体。”谢亮解释，岩洞外层围岩致密厚实，既能抗高压，又能阻隔氢气外逸；内层再配以抗氢脆密封内胆和特种混凝土，层层设防。由此，压力交给围岩，钢衬只负责密封，更薄、省钢；空间向山腹拓展，不占地、规模大，深埋地下也更安全。
然而，想法清晰，变成现实却难度不小，既要有合适山体，还要有攻坚团队，此前国内外没有先例。大冶长期采冶留下大量废弃矿洞，恰好提供天然库址，让生态包袱变为宝库。项目依托湖北省深地储能技术创新中心，由中国科学院武汉岩土力学研究所杨春和院士团队技术领衔，国家卓越工程师丁文红攻关密封材料，中冶武勘研发并投资建设。
面对国内外无先例可循的局面，团队在基础理论、临氢材料、建造工艺和智能管控上逐项攻关。近两年，施工团队从山脚垂直向内掘进92米，将一座长30米、直径5米的硐室藏进山体，承压达10兆帕，相当于1000米水深压力，是地面球罐的6倍以上，单库可储氢5万标方。
目前，水平隧洞式岩洞储氢为全球首例，单库储氢规模、全产业链集成均处于全球领先，并获评国家能源领域首台（套）重大技术装备，被誉为“中国岩洞储氢第一库”。
▲智慧管控中心
随着氢气加压试验成功，岩洞储氢也补齐了氢能大规模储存短板：富余光伏绿电可制成氢气存入山体，需要时再释放，既平抑新能源波动，又破解供需错配，让氢能“制、储、运、加、用”闭环运转。
“现在把氢储进去、验明白，往后让这套技术复制到真正的大工程里。”谢亮说，项目已转入长期稳定性与密封性验证阶段，下一步将联合科研院所建设大型组合结构模拟试验装置，在大规模岩洞储氢工程化、产业化方面先行探路，为资源枯竭城市绿色转型提供“大冶样板”。
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