中国科学院广州能源研究所龚宇烈研究员团队:含水层储能特性实验研究

含水层储能特性实验研究

黄志伟，张媛媛，田小明，叶灿滔，龚宇烈^*

黄志伟, 张媛媛, 田小明, 等. 含水层储能特性实验研究[J]. 新能源进展, 2025, 13(5): 573-581.

HUANG Zhiwei, ZHANG Yuanyuan, TIAN Xiaoming, et al. Experimental study of energy storage characteristics of aquifer[J]. Advances in new and renewable energy, 2025, 13(5): 573-581.

搭建了承压含水层储能实验系统，围绕实验系统的储能效率和开采工质的能量品位，研究了注入温度、压力、注入流量、注采方式和注采时长对系统储能特性的影响，得出以下结论：

（1）随着注入温度升高，储能效率降低、能量品位提高。注入温度由60 ℃升至90 ℃，30 ℃的温差可使储能效率降低19.4%，能量品位从10.4%提升至12.3%，注入温度对储能特性影响最大。

（2）压力对储能效率几乎没有影响；注入流量增大，储能效率增大。变流量工况下储能效率最大相差7.1%，注入流量对储能效率有正面影响，但影响范围有限。注采方式对储能效率影响较大，最优的注采方式为热工质通过含水层上层的井进行注采；延大注采时长可以提高储能效率，从1 h延长至5 h储能效率可增大5.3%。除注入温度外的其他工况参数对能量品位的影响与对储能效率影响变化趋势基本一致。

（3）储能系统进行注采循环时，储能效率和能量品位会随着循环周期增大而增大。在注采循环前期增长速度较快，中期增长速度放缓，后期趋于稳定。

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图1  地热含水层储能实验系统流程示意图

图2  注入温度对储能效率和能量品位的影响

图3  不同注采方式下的含水层内部温度变化

图4  储能效率的参数敏感性

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