編者按：Power-to-Gas（PtG）是一項(xiàng)將電能轉(zhuǎn)化為高能量密度的可燃?xì)怏w的化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，電離產(chǎn)生的氫氣與捕集的二氧化碳可人工合成甲烷，從而用于再發(fā)電或戰(zhàn)略儲(chǔ)能以達(dá)到碳中和目的，二氧化碳作為墊層氣注入目標(biāo)儲(chǔ)層，以提供儲(chǔ)層所需壓力并防止地下水入侵，從而減少回采期甲烷的能量損失，研究人員通過力學(xué)穩(wěn)定性分析，確定了儲(chǔ)層安全注入的壓力條件，為實(shí)際場地建設(shè)提供了借鑒意義。
Power-to-Gas（PtG）是一項(xiàng)將電能轉(zhuǎn)化為高能量密度的可燃?xì)怏w的化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，電離產(chǎn)生的氫氣與捕集的二氧化碳可人工合成甲烷，從而用于再發(fā)電或戰(zhàn)略儲(chǔ)能以達(dá)到碳中和目的。地質(zhì)儲(chǔ)能以其儲(chǔ)能容量和經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢一直被認(rèn)為是可靠的儲(chǔ)能方式之一。同一地質(zhì)儲(chǔ)層中以二氧化碳作為墊層氣存儲(chǔ)甲烷會(huì)顯著提升甲烷的采出率，但兩種氣體混合區(qū)域大小的控制與優(yōu)化至關(guān)重要。
二氧化碳作為墊層氣注入目標(biāo)儲(chǔ)層，以提供儲(chǔ)層所需壓力并防止地下水入侵，從而減少回采期甲烷的能量損失。為降低兩種氣體混合度并保證儲(chǔ)層力學(xué)穩(wěn)定性，中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所科研人員首先研究了二氧化碳和甲烷氣體的各自物理性質(zhì)和其混合氣體的物理性質(zhì)，基于二氧化碳在臨界點(diǎn)的物性變化特點(diǎn)以及混合氣體的物性變化特點(diǎn)，建立了水力耦合模型來研究流體在儲(chǔ)層中的運(yùn)移機(jī)制、氣體間的混合機(jī)制以及儲(chǔ)層力學(xué)穩(wěn)定性。其次，通過與已發(fā)表模型進(jìn)行比對(duì)，發(fā)現(xiàn)計(jì)算結(jié)果獲得良好的一致性，從而進(jìn)一步確認(rèn)了建立的流動(dòng)模型的可靠性。隨后建立的逐級(jí)復(fù)雜的水力耦合模型，針對(duì)不同的儲(chǔ)層厚度、地質(zhì)構(gòu)造、溫度以及注入過程中儲(chǔ)層力學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)行了詳細(xì)研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)層厚度的提升、背斜角度的提升以及溫度的提升對(duì)氣體混合度的降低都有一定程度的積極意義。研究人員通過力學(xué)穩(wěn)定性分析，確定了儲(chǔ)層安全注入的壓力條件，為實(shí)際場地建設(shè)提供了借鑒意義。
該研究相關(guān)成果在線發(fā)表于國際期刊Energy & Fuels，第一作者為武漢巖土所博士生馬建力，通訊作者是研究員李琦。
原標(biāo)題：武漢巖土所同層地質(zhì)儲(chǔ)能研究取得新進(jìn)展
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