中石油這一儲能系統(tǒng)成功應用

　　01

　　近期，石油巨頭們的新能源動作一個接著一個。

　　7月1日，中國石油首個鋅溴液流電池儲能系統(tǒng)在新疆油田瑪湖078井場帶載調(diào)試完成。

　　這標志著該儲能系統(tǒng)在邊遠井零碳采油中成功應用。

　　瑪湖078地處準格爾盆地西北部，電網(wǎng)架設投資及依靠傳統(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)型過程中必須面對的挑戰(zhàn)。

　　根據(jù)瑪湖078的地理特點，中國石油的新能源科技公司想到了因地制宜，采用“光伏+儲能”的形式，為抽油機生產(chǎn)過程用電提供解決方案。

　　通過對比各類型儲能電池產(chǎn)品，結(jié)合新疆油田零碳/近零碳井場先導試驗工程的工況特殊性，最終選擇了鋅溴液流電池方案。

　　該儲能系統(tǒng)中選用的“鋅溴液流電池”，其核心是水基溴化鋅電解液，作為一種可重復使用的天然阻燃劑，能夠有效降低運行成本，可以滿足離網(wǎng)型邊遠井場4至24小時儲能時長及冬季零下25攝氏度低溫放電的實際需求，推動油氣采掘高效生產(chǎn)。

　　鋅溴液流電池是長時大容量液流電池儲能技術(shù)之一。

　　液流電池作為新型電化學儲能技術(shù)，具有安全可靠、環(huán)境友好、容量和功率獨立配置、可強過載，深放電、熱管理穩(wěn)定簡單和循環(huán)壽命長等眾多優(yōu)勢，尤其適合作為大規(guī)模長時儲能系統(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，對于石油企業(yè)來說就有成本優(yōu)勢。”一位石油企業(yè)人士向預見能源表示，而且鋅溴液流電池技術(shù)正負極電解液組分一致，不存在交叉污染的風險，安全性高，不存在石油企業(yè)害怕的著火和爆炸風險。

　　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規(guī)模，創(chuàng)造性地將系統(tǒng)光儲比由“恒定值”優(yōu)化為“隨開井時長而變化”的動態(tài)值，有效降低了電池容量，實現(xiàn)了智能化采油和高效量產(chǎn)，為邊遠井提產(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)展儲能還面臨諸多問題與挑戰(zhàn)。比如儲能技術(shù)的成本相對較高，包括材料、設備和維護等方面，這使得在油氣行業(yè)中部署大規(guī)模的儲能系統(tǒng)變得困難，降低儲能技術(shù)成本是一個重要的挑戰(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公司轉(zhuǎn)型，需要大容量和高規(guī)模的儲能系統(tǒng)，但現(xiàn)有儲能技術(shù)還難以滿足。另外，油氣行業(yè)應用中能夠持久且穩(wěn)定地運行的儲能設備，提高儲能系統(tǒng)的循環(huán)壽命和可靠性是一個關(guān)鍵的挑戰(zhàn)。

　　最后，油氣企業(yè)項目分布廣泛，涉及不同的地理環(huán)境和氣候條件。儲能技術(shù)需要適應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)選擇適合的儲能技術(shù)需要考慮特定場景的需求和條件。對于不同的應用場景，甚至需要結(jié)合多種儲能技術(shù)來滿足能源存儲和供應的要求。”對于上述挑戰(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，鋰電池儲能是當前最成熟、成本最低的儲能技術(shù)，可有效平衡電力供應和需求，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)備選的潛力儲能方案。液流電池更適用于中大規(guī)模儲能，以便控制成本壓縮空氣儲能更適合有地下空腔或鹽穴等地下空間作為儲氣庫的區(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)安全的儲能技術(shù)，具有功率和容量獨立設計、資源豐富、循環(huán)壽命長和環(huán)保無污染等優(yōu)勢，更適用于油氣田大容量、4-10小時長時、高安全性的儲能要求。

　　文章進一步稱，鈉離子電池具有耐低溫、快充、低成本等優(yōu)勢，既可在油田生產(chǎn)現(xiàn)場為小規(guī)模設備供電，也可應用于大型設備備用電源、多能利用分布式儲能、礦區(qū)智慧能源等大規(guī)模場景，尤其在礦區(qū)風光發(fā)電配套場景具有更大的應用優(yōu)勢。

　　前述石油人士則表示，對于在油氣田礦區(qū)部署大規(guī)模儲能電站以配套集中式風光發(fā)電站，鋰離子電池仍然是相對成熟的儲能技術(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)式增長的儲能需求。

　　盡管存在挑戰(zhàn)，但隨著雙碳步伐加快，油氣企業(yè)的儲能正在成為儲能的重要玩家。

　　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)展行動方案(2023-2025年)》指出，將推動新型儲能在油氣上游規(guī)?；?、多場景應用。

　　這意味著，結(jié)合油氣勘探領(lǐng)域的新能源利用，儲能將迎來較大發(fā)展空間。未來，除發(fā)電集團外，以“三桶油”為代表的油氣企業(yè)也將成為手握大量儲能需求的業(yè)主單位。

　　近三年以來，中石油也加快了布局儲能領(lǐng)域的步伐。

　　2022年4月1日，中石油曾連發(fā)三項儲能招標，分別聚焦鈉離子電池及儲能裝置開發(fā)與應用項目、磷酸鐵鋰電池技術(shù)及電池檢測體系開發(fā)項目，以及高功率電化學儲能電池管理系統(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能注汽試驗站在遼河油田歡喜嶺采油廠齊40塊投產(chǎn)。據(jù)悉，該站儲能規(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)投資和資本運營的平臺昆侖資本。昆侖資本還投資了全釩液流儲能企業(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)模液流儲能服務商，擁有高性能全釩液流儲能系統(tǒng)的自研能力。

　　可以看出，以中石油為代表的油氣企業(yè)，正在強勢進入儲能領(lǐng)域。

　　據(jù)披露，到“十四五”末，按新能源電力儲能配套10%、儲存時長2h粗算，中石油儲能需求量將突破100 ×104kW/200×104kWh。除油氣田發(fā)展新能源電力配儲之外，油氣裝備電氣化對分布式儲能的需求也同樣巨大。