黄河流域九省区废弃矿井抽水蓄能利用潜力评估

作者：卞正富; 朱超斌; 周跃进; 徐雨农

来源：煤田地质与勘探, 2022, 50(12): 51-64.

• 废弃矿井
• 抽水蓄能
• 选址因素
• 指标体系
• 效益分析
• 潜力评估
• 黄河流域

针对我国关闭矿井资源利用率低、蓄电储能需求日益增长的问题，废弃矿井抽水蓄能技术是实现资源二次开发利用，提升电网调峰能力的有效手段。基于废弃矿井抽水蓄能电站工作原理与发展现状，提出在黄河流域九省区利用废弃矿井建设抽水蓄能电站的半地下式、全地下式2种模式。通过综合考虑空间、地质、水文、社会、经济与资源等影响因素，提出废弃矿井抽水蓄能电站选址评价指标体系，并进行黄河流域废弃矿井抽水蓄能电站实例分析。基于2016—2020年黄河流域九省区的废弃煤矿资料，利用废弃矿井抽水蓄能电站静态效益与动态效益计算方法，定量评估黄河流域九省区废弃煤矿抽水蓄能电站建设的开发潜力。结果表明：(1)黄河流域九省区能源资源丰富，现阶段满足电力供应需求，但火电仍是电力供应主体且水电发展进入瓶颈阶段；(2)影响废弃矿井抽水蓄能电站选址的重要因素为巷道空间体积、上下水库水位差、巷道围岩稳定性、巷道围岩渗透率与地下水循环特征；(3)由黄河流域废弃矿井抽水蓄能电站实例分析可知，其发电效率可达到75.7%，可媲美常规抽水蓄能电站；(4) 2016—2020年黄河流域九省区废弃煤矿累计有效可利用井巷空间为4.7×107 m3，依据132座废弃矿井基本情况，从统计学角度估算出废弃矿井抽水蓄能电站可利用井巷空间为1.34×107 m3，利用其建设抽水蓄能电站年发电量可达3.78×109 kW·h，可满足2021年黄河流域九省区28.4%的弃风、弃光电量的消纳需求，每年直接经济效益约达21.2亿元。综上表明，黄河流域九省区废弃矿井抽水蓄能利用具有可观的发展前景。

• 单位
  中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学; 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室