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近期，石油巨頭們的新能源動(dòng)作一個(gè)接著一個(gè)。
7月1日，中國石油首個(gè)鋅溴液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在新疆油田瑪湖078井場(chǎng)帶載調(diào)試完成。
這標(biāo)志著該儲(chǔ)能系統(tǒng)在邊遠(yuǎn)井零碳采油中成功應(yīng)用。
瑪湖078地處準(zhǔn)格爾盆地西北部，電網(wǎng)架設(shè)投資及依靠傳統(tǒng)柴油發(fā)電開展生產(chǎn)的成本較高。用電問題成了瑪湖078清潔綠色轉(zhuǎn)型過程中必須面對(duì)的挑戰(zhàn)。
根據(jù)瑪湖078的地理特點(diǎn)，中國石油的新能源科技公司想到了因地制宜，采用“光伏+儲(chǔ)能”的形式，為抽油機(jī)生產(chǎn)過程用電提供解決方案。
通過對(duì)比各類型儲(chǔ)能電池產(chǎn)品，結(jié)合新疆油田零碳/近零碳井場(chǎng)先導(dǎo)試驗(yàn)工程的工況特殊性，最終選擇了鋅溴液流電池方案。
該儲(chǔ)能系統(tǒng)中選用的“鋅溴液流電池”，其核心是水基溴化鋅電解液，作為一種可重復(fù)使用的天然阻燃劑，能夠有效降低運(yùn)行成本，可以滿足離網(wǎng)型邊遠(yuǎn)井場(chǎng)4至24小時(shí)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)及冬季零下25攝氏度低溫放電的實(shí)際需求，推動(dòng)油氣采掘高效生產(chǎn)。
鋅溴液流電池是長(zhǎng)時(shí)大容量液流電池儲(chǔ)能技術(shù)之一。
液流電池作為新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，具有安全可靠、環(huán)境友好、容量和功率獨(dú)立配置、可強(qiáng)過載，深放電、熱管理穩(wěn)定簡(jiǎn)單和循環(huán)壽命長(zhǎng)等眾多優(yōu)勢(shì)，尤其適合作為大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)。
目前，技術(shù)較成熟的有全釩液流電池、鐵鉻液流電池和鋅溴液流電池三種。
為什么中石油青睞鋅溴液流電池技術(shù)呢?
“鋅溴液流電解液中的溴化鋅活性物質(zhì)，本身就是石油油田中常用作鉆井的一種完井液，對(duì)于石油企業(yè)來說就有成本優(yōu)勢(shì)。”一位石油企業(yè)人士向預(yù)見能源表示，而且鋅溴液流電池技術(shù)正負(fù)極電解液組分一致，不存在交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)，安全性高，不存在石油企業(yè)害怕的著火和爆炸風(fēng)險(xiǎn)。
在官方微信上表示，中石油表示其還結(jié)合鋅溴液流電池裝機(jī)規(guī)模，創(chuàng)造性地將系統(tǒng)光儲(chǔ)比由“恒定值”優(yōu)化為“隨開井時(shí)長(zhǎng)而變化”的動(dòng)態(tài)值，有效降低了電池容量，實(shí)現(xiàn)了智能化采油和高效量產(chǎn)，為邊遠(yuǎn)井提產(chǎn)提效探索出了一條低成本綠色低碳技術(shù)路徑。
02
石油企業(yè)人士表示，油氣行業(yè)發(fā)展儲(chǔ)能還面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。比如儲(chǔ)能技術(shù)的成本相對(duì)較高，包括材料、設(shè)備和維護(hù)等方面，這使得在油氣行業(yè)中部署大規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)變得困難，降低儲(chǔ)能技術(shù)成本是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。
其次，油氣行業(yè)自身用能需求巨大，加之未來向綜合能源供應(yīng)公司轉(zhuǎn)型，需要大容量和高規(guī)模的儲(chǔ)能系統(tǒng)，但現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)還難以滿足。另外，油氣行業(yè)應(yīng)用中能夠持久且穩(wěn)定地運(yùn)行的儲(chǔ)能設(shè)備，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的循環(huán)壽命和可靠性是一個(gè)關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。
最后，油氣企業(yè)項(xiàng)目分布廣泛，涉及不同的地理環(huán)境和氣候條件。儲(chǔ)能技術(shù)需要適應(yīng)不同的地理限制和環(huán)境影響，包括溫度、濕度、地形等因素。
“油氣行業(yè)選擇適合的儲(chǔ)能技術(shù)需要考慮特定場(chǎng)景的需求和條件。對(duì)于不同的應(yīng)用場(chǎng)景，甚至需要結(jié)合多種儲(chǔ)能技術(shù)來滿足能源存儲(chǔ)和供應(yīng)的要求。”對(duì)于上述挑戰(zhàn)和困難，中石油勘探開發(fā)研究院王曉琦4月在《石油科技論壇》雜志撰文表示。
王曉琦指出，鋰電池儲(chǔ)能是當(dāng)前最成熟、成本最低的儲(chǔ)能技術(shù)，可有效平衡電力供應(yīng)和需求，加之油氣企業(yè)伴生鹵水鋰資源豐富，是首選技術(shù)方案。鈉離子電池和水系離子電池成熟度有待提升，可作為油區(qū)備選的潛力儲(chǔ)能方案。液流電池更適用于中大規(guī)模儲(chǔ)能，以便控制成本壓縮空氣儲(chǔ)能更適合有地下空腔或鹽穴等地下空間作為儲(chǔ)氣庫的區(qū)域。
中石油工程材料研究院新能源材料研究中心也曾撰文指出，液流電池屬于本質(zhì)安全的儲(chǔ)能技術(shù)，具有功率和容量獨(dú)立設(shè)計(jì)、資源豐富、循環(huán)壽命長(zhǎng)和環(huán)保無污染等優(yōu)勢(shì)，更適用于油氣田大容量、4-10小時(shí)長(zhǎng)時(shí)、高安全性的儲(chǔ)能要求。
文章進(jìn)一步稱，鈉離子電池具有耐低溫、快充、低成本等優(yōu)勢(shì)，既可在油田生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為小規(guī)模設(shè)備供電，也可應(yīng)用于大型設(shè)備備用電源、多能利用分布式儲(chǔ)能、礦區(qū)智慧能源等大規(guī)模場(chǎng)景，尤其在礦區(qū)風(fēng)光發(fā)電配套場(chǎng)景具有更大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。
前述石油人士則表示，對(duì)于在油氣田礦區(qū)部署大規(guī)模儲(chǔ)能電站以配套集中式風(fēng)光發(fā)電站，鋰離子電池仍然是相對(duì)成熟的儲(chǔ)能技術(shù)，在短期內(nèi)將發(fā)揮重要作用。然而，受限于鋰金屬礦產(chǎn)資源限制和安全性瓶頸等因素，鋰離子電池很難滿足爆發(fā)式增長(zhǎng)的儲(chǔ)能需求。
盡管存在挑戰(zhàn)，但隨著雙碳步伐加快，油氣企業(yè)的儲(chǔ)能正在成為儲(chǔ)能的重要玩家。
去年3月，國家能源局發(fā)布的《加快油氣勘探開發(fā)與新能源融合發(fā)展行動(dòng)方案(2023-2025年)》指出，將推動(dòng)新型儲(chǔ)能在油氣上游規(guī)?；?、多場(chǎng)景應(yīng)用。
這意味著，結(jié)合油氣勘探領(lǐng)域的新能源利用，儲(chǔ)能將迎來較大發(fā)展空間。未來，除發(fā)電集團(tuán)外，以“三桶油”為代表的油氣企業(yè)也將成為手握大量?jī)?chǔ)能需求的業(yè)主單位。
近三年以來，中石油也加快了布局儲(chǔ)能領(lǐng)域的步伐。
2022年4月1日，中石油曾連發(fā)三項(xiàng)儲(chǔ)能招標(biāo)，分別聚焦鈉離子電池及儲(chǔ)能裝置開發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目、磷酸鐵鋰電池技術(shù)及電池檢測(cè)體系開發(fā)項(xiàng)目，以及高功率電化學(xué)儲(chǔ)能電池管理系統(tǒng)與能量管理系統(tǒng)開發(fā)。
去年12月6日，世界首座電熱熔鹽儲(chǔ)能注汽試驗(yàn)站在遼河油田歡喜嶺采油廠齊40塊投產(chǎn)。據(jù)悉，該站儲(chǔ)能規(guī)模為15兆瓦，每年可生產(chǎn)蒸汽4.8萬噸，替代天然氣313萬立方米，減排二氧化碳6768噸。
2023年年底，中石油旗下專門從事產(chǎn)業(yè)投資和資本運(yùn)營的平臺(tái)昆侖資本。昆侖資本還投資了全釩液流儲(chǔ)能企業(yè)——北京星辰新能科技有限公司。據(jù)了解，后者是一家大規(guī)模液流儲(chǔ)能服務(wù)商，擁有高性能全釩液流儲(chǔ)能系統(tǒng)的自研能力。
可以看出，以中石油為代表的油氣企業(yè)，正在強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入儲(chǔ)能領(lǐng)域。
據(jù)披露，到“十四五”末，按新能源電力儲(chǔ)能配套10%、儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)2h粗算，中石油儲(chǔ)能需求量將突破100 ×104kW/200×104kWh。除油氣田發(fā)展新能源電力配儲(chǔ)之外，油氣裝備電氣化對(duì)分布式儲(chǔ)能的需求也同樣巨大。
評(píng)論