以电代气“炼”就绿色“蒸”功夫
2024/6/28
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来源：[互联网]
——探访世界首座高温电热熔盐储能注汽站[中国石油新闻中心2024-06-27]
在盛夏的翠绿画卷中，记者穿行于亚洲最大芦苇荡间，远处频频点头的抽油机与倏而飞起的白鹭构成了一幅能源与自然和谐共存的美好画面。
“电热熔盐储能注汽站到了！”从辽宁盘锦市区开车40分钟，记者来到苇海深处的辽河油田欢喜岭采油厂齐40块，探访刚满“半岁”的世界首座高温电热熔盐储能注汽试验站。
“不同于其他站用天然气烧锅炉生产蒸汽，我们站全部用谷电或绿电。”站长马明路介绍说。投产半年多来，该站已生产蒸汽1.9万吨，替代天然气120多万立方米，减排二氧化碳2680吨。
突破：稠油注汽用上“充电宝”
步入电热熔盐储能注汽站，两个巨大的白色储罐格外显眼，上面分别写着“低温熔盐罐”“高温熔盐罐”。
“两个罐容积相同，装的都是能够导电吸热的电热熔盐。”马明路说。在每晚23时至次日5时的用电低谷时段，他们就会接通电加热器电源，将低温罐的熔盐加热至560摄氏度，转移至高温罐中储存。液态高温熔盐随后被送入蒸汽发生系统中，与软化水全天候换热，持续为周边的稠油井提供蒸汽。
注蒸汽是开采稠油的重要方式。辽河油田每年有500多万吨稠油使用注蒸汽的方式进行开采，需消耗大量天然气，同时产生大量二氧化碳排放。随着“双碳”目标的推进，高耗能、高碳排的注汽方式亟待革新。
“随着可再生能源规模的不断扩大，为电网匹配相应的储能设施，成为辽宁省构建新型能源体系的现实需要。”辽河油田设计院院长孙雁伯说。
基于这两点考量，辽河油田系统谋划稠油绿色开发和老油田转型升级的新路径。2023年初，经全面调研分析，辽河油田决定在电热熔盐储能注汽技术这一领域进行探索尝试。
电热熔盐储能技术虽非新鲜事物，在国内外已有应用案例，近年来国内也有多个标志性项目陆续投产，但辽河油田将该技术首次创新应用于油田注汽生产过程。熔盐储能的原理类似“充电宝”，利用液态熔盐作为储热和传热介质，把光热或谷电、绿电转化为热能储存在熔盐中，再通过全天连续放热产生蒸汽用于发电，为生产提供稳定电能。
辽河油田通过独创的蒸汽发生系统，将油田采油过程中产生的污水净化、软化后，与高温熔盐换热产生高温高压蒸汽，直接用于稠油开发。相比常见的熔盐储能将电转换成热，再将热转换成电的方式，减少了末端的蒸汽发电环节，减少熔盐能量损耗55%以上。
变革：环境更清洁?工作更轻松
漫步在电热熔盐储能注汽站内，空气中弥漫着芦苇和泥土的芬芳，耳边蛙声阵阵。
“与传统的天然气锅炉注汽站相比，电热熔盐注汽站不需要大型柱塞泵增压，所以听不到机器噪声；站里也不烧天然气，所以没了硫和氮等气味。”马明路在传统注汽站工作了9年，谈及在储能注汽站工作的变化，他说，这里不仅环境安静清洁，而且工作更轻松了。
“过去的注汽站需要每2小时巡检1次，看参数，调火苗、进气量、进风量；现在，这个新型储能注汽站采用数字化控制，所有操作只需轻点鼠标和键盘即可完成，大大节省了人力。”在注汽站中控室内，马明路指着电脑屏幕上跳跃的参数和流程，细细地给记者讲解。
这一变革的背后，凝聚了辽河油田科研人员的大量心血。
“熔盐储能对我们来说是一个全新的领域，每个参数设计都经历至少十几次论证。”孙雁伯说。
在建设该站过程中，辽河油田采取“技术路线优选—先导试验—试验站建设”的科学路径一步步推进，减少试错成本，并与储能领域一流科研团队和企业合作，开展联合攻关，加速科研成果转化。
2023年1月，科研团队自主研制出一套功率只有30千瓦的小型电热熔盐储热装置，开展单井采出液换热试验，为后期功率更大的注汽站建设积累经验。
同年5月，在此基础上，欢采注汽试验站启动现场施工。油田成立专门项目组，整合油田内部设计、建设、施工、监理等骨干力量集中攻关，设计、采购、施工科学合理交叉，工程质量严格管控，有效解决了高温混凝土浇筑、陶粒分层碾压等施工难题，成功攻克9项关键技术。经过7个月建设，一座占地4000平方米、储热规模15兆瓦、达到无人值守水平的新型绿色注汽试验站落成。
谋远：老油田转型抢跑新赛道
走出苇海，走进辽河油田设计院新能源所，资料堆积如山，键盘和计算器啪啪作响，新一轮熔盐储能技术攻关正紧锣密鼓地进行着。
“目前建成的这座试验站最大注汽能力只有6吨/时，远远不能满足油田大规模注汽需要。”辽河油田设计院新能源所所长刘兵说。目前他们正开展18吨/时注汽站前期方案研究，其储热规模是现有的3倍，对工艺参数和材料提出了更高要求。他和团队全身心投入，推动熔盐储能注汽技术实现从“1到N”的跨越。
经测算，该技术实现规模化应用后，年可替代油田燃气生产蒸汽1600万吨，减耗天然气10亿立方米，消纳谷电、绿电108亿千瓦时，减排二氧化碳225万吨。
“随着油田用电和储能规模的不断扩大，不仅能为油田自身发展光伏、风电创造条件，还将提升周边电网的调节能力，减少周边风光弃电现象。”辽河油田新能源事业部副经理王大伟说。
围绕产业链部署创新链，围绕创新链布局产业链。目前，辽河油田将该技术列为今后一个时期要突破的12项关键技术之一，积极整合油田内外力量，开展产学研一体化攻关，力争将熔盐储能打造成新的业务增长点，开辟熔盐储能这一新赛道，把油田建设成为区域电网的“储能库”，在转型发展中抢跑新赛道。（记者罗前彬通讯员吴朔张子涵）