在“雙碳”目標與新舊動能轉(zhuǎn)換的驅(qū)動下，資源型城市正面臨生態(tài)修復與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的雙重挑戰(zhàn)。廢棄的鹽穴與礦坑，這些曾被視作生態(tài)傷疤的地下空間，正在成為制氫儲氫、壓縮空氣儲能、抽水蓄能、地熱開發(fā)的新載體。

氫能是我國能源轉(zhuǎn)型升級的重要戰(zhàn)略選擇，但氫能存儲仍是產(chǎn)業(yè)鏈的短板，鹽穴儲氫是目前最具潛力的大規(guī)模儲氫方式。

鹽穴體積巨大且密封良好，密封性比混凝土儲氣罐強30倍，連0.01毫米的泄漏都能監(jiān)測到。

2025年7月25日，中鹽集團與清華大學等單位合作的國家重點研發(fā)計劃“大規(guī)模鹽穴儲氫”主體工程在江蘇常州正式開工建設(shè)。

圖源：國資委

該工程規(guī)劃新建2組鹽穴，形成2口注采氫井和2口注排鹵井，作為大規(guī)模地質(zhì)儲氫試驗驗證的工程載體，開展循環(huán)儲釋氫性能試驗。建成后，將形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鹽穴儲氫全套技術(shù)體系，為鹽穴儲氫從理論研究到工程實踐奠定堅實基礎(chǔ)，最終促成鹽穴儲氫的規(guī)?；a(chǎn)業(yè)應用。

此外，在河南省平頂山市葉縣，原本閑置的地下鹽穴，正在化身為儲存能源的巨型“倉庫”。葉縣巖鹽資源豐富，歷經(jīng)數(shù)十年開發(fā)，在保障鹽化工產(chǎn)業(yè)大力發(fā)展的同時，也在地下形成了90余座巨型鹽穴腔體。若充分開發(fā)鹽腔儲氫項目，儲存容量可達200億立方米，將助力該縣成為我國中東部氫氣集散地。

2025年7月9日，央視新聞聚焦大冶氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對大冶作為全國首批資源枯竭型城市，在氫能賽道上煥新前行的轉(zhuǎn)型實踐進行了深度報道。

圖源：央視新聞

大冶礦坑制氫項目是國內(nèi)首個礦坑制氫項目，該項目將閑置礦坑改造為集綠電生產(chǎn)、氫能制備、地下儲氫、加氫應用為一體的綜合能源基地。

在姜橋制氫工廠，一片1.7萬塊光伏板的“藍色海洋”格外醒目，它們年均產(chǎn)出綠電3000萬千瓦。

除利用廢棄礦山鋪設(shè)光伏外，還充分利用已被挖空的內(nèi)部空間。施工人員在山體內(nèi)部建造長30米、直徑5米的圓柱形儲氫硐室，通過近百米的輸送管道，安全儲存工廠產(chǎn)出的富余氫能。

“礦坑制氫、氫儲能、氫發(fā)電”閉環(huán)系統(tǒng)，讓“沉睡”的土地重獲價值。

作為新型儲能典型代表，壓縮空氣儲能技術(shù)是目前除抽水蓄能之外最為成熟的物理儲能技術(shù)之一，也是現(xiàn)今大規(guī)模長時儲能技術(shù)研發(fā)的熱點。

其原理類似于常見的抽水蓄能電站，鹽穴壓縮空氣儲能電站將上庫換成了鹽穴，將水換成了空氣。當用電低谷時，利用電能將空氣抽取壓縮到地下鹽穴中，用電高峰時再釋放壓縮空氣進行發(fā)電。

1、全球首座非補燃式鹽穴壓縮空氣儲能電站

圖：金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目；圖源：中鹽金壇公司

金壇鹽穴壓縮空氣儲能國家試驗示范項目由中鹽集團、中國華能和清華大學三方共同建設(shè)，項目核心設(shè)備實現(xiàn)100%國產(chǎn)化，是世界首個非補燃壓縮空氣儲能電站，在壓縮空氣發(fā)電過程中不依賴外界能源，從而實現(xiàn)零碳排放。

目前世界上大部分已投運的鹽穴型壓氣儲能電站，在發(fā)電環(huán)節(jié)都需要額外的化石能源來加熱空氣，這個過程叫“補燃”，污染以及熱量損失不可避免。

華能中鹽（常州）儲能有限公司運行維護部副主任龐里波介紹：“補燃技術(shù)的缺點就是需要采用化石燃料，如果非補燃部分單獨運行的話，效率只有30％~40％。金壇鹽穴項目是世界第一個大型的非補燃項目，基礎(chǔ)效率從30％、40％一躍提升到了60％以上?！?/p>

2018年12月25日, 項目開工。

2021年9月30日，發(fā)出第一度電。

2022年5月26日，項目正式投入商業(yè)運營。

目前，華能金壇鹽穴壓縮空氣儲能發(fā)電二期項目正在建設(shè)中。

2、全球在建單機功率最大的壓縮空氣儲能電站

圖源：山東數(shù)科

“能儲一號”山東泰安350兆瓦壓縮空氣儲能創(chuàng)新示范電站是世界上在建的最大單機功率的鹽穴型壓縮空氣儲能項目，由中國能建數(shù)科集團主體投資建設(shè)，一期1臺350兆瓦鹽穴型非補燃式壓縮空氣儲能電站，設(shè)計儲能充電8小時，釋能發(fā)電4小時，年發(fā)電量高達4.6億度，相當于20多萬戶家庭一年的生活用電。

該項目于2024年5月28日正式開工，計劃2025年底實現(xiàn)全容量并網(wǎng)。

由于礦產(chǎn)資源的不可再生性，幾乎所有的礦山都有自己的“壽命”。一旦可采資源枯竭，礦山就面臨遺棄或關(guān)閉的命運，成為廢棄礦山。廢棄礦坑治理成了“世界性難題”。廢棄煤礦的永久性巷道和硐室進行耐壓封閉后，可作為壓縮空氣儲存空間，將壓縮空氣儲能從地上規(guī)劃轉(zhuǎn)為地下。

其工作過程可以分為儲能和釋能兩個環(huán)節(jié)：

儲能環(huán)節(jié)：壓縮空氣儲能系統(tǒng)在用電低谷或電力過剩時，利用風電/光電或電網(wǎng)負荷低谷期的電能帶動壓縮機，將電能轉(zhuǎn)化為空氣壓力能，隨后高壓空氣被密封存儲于報廢礦井（電能→勢能）；

釋能環(huán)節(jié)：在用電高峰或電力缺乏時，通過放出高壓空氣以推動膨脹機，將存儲的空氣壓力能再次轉(zhuǎn)化為機械能，實現(xiàn)發(fā)電機發(fā)電（勢能→電能）。

圖源：周躍進 徐雨農(nóng)《為廢棄礦井“輸氧”--廢棄礦井壓縮空氣儲能電站》

2019年8月16日，同煤集團云岡礦北大巷廢棄巷道壓縮空氣儲能電站項目開工。這是全球首個基于煤礦巷道壓縮空氣儲能電站項目。

項目擬利用云崗煤礦停用的北部煤田巷道，采用清華大學壓縮空氣儲能技術(shù)，計劃建設(shè)100MW壓縮空氣儲能項目，一期項目裝機規(guī)模50MW，占地70畝，靜態(tài)投資約5億元。年發(fā)電利用小時數(shù)為1328小時，年發(fā)電量6640萬kWh。

灤平抽水蓄能電站系國內(nèi)首批與礦坑綜合治理相結(jié)合的新能源工程。該項目總投資82.37億元，主體工程于2022年12月8日正式開工建設(shè)，規(guī)劃設(shè)計總裝機容量240萬千瓦（一期120萬千瓦），通過改造鐵礦礦坑建設(shè)下水庫實現(xiàn)資源再利用。

該項目通過礦坑改造節(jié)約建設(shè)用地5400畝，減少土石方開挖量1200萬立方米。采用庫壩一體化設(shè)計恢復礦區(qū)植被覆蓋率至85%，形成礦坑治理示范工程。工程實施后預計減少二氧化碳年排放量42萬噸。

海州露天礦曾是阜新礦區(qū)的經(jīng)濟引擎，2005年閉坑后，留下一個東西長3.9公里，南北寬1.8公里，深約350米的巨坑。礦坑周邊矸石山占地面積約16.4平方公里，堆積量超過10億立方米。沉陷區(qū)面積超過20平方公里，目前仍未全部穩(wěn)沉。因殘煤自燃、地表沉陷和地裂縫等地質(zhì)災害頻發(fā)，海州露天礦成為市區(qū)空氣污染和地質(zhì)災害的“元兇”。

海州露天礦抽水蓄能電站是我國首個利用廢棄煤礦礦坑建造的抽水蓄能項目，計劃裝機容量120萬千瓦，靜態(tài)總投資88.8億元。

電站開發(fā)周期為8年，2022年7月啟動地質(zhì)勘探工作，規(guī)劃將長4公里、寬2公里的礦坑改造為人工湖，同步解決殘煤自燃、地表沉陷等地質(zhì)災害問題。項目建成后將與周邊風電、光伏設(shè)施形成綜合能源矩陣，推動阜新市從傳統(tǒng)煤電城市向生態(tài)城市轉(zhuǎn)型，預計2031年底實現(xiàn)全部機組投運。

其他礦坑改造抽水蓄能電站項目還有江蘇句容石碭山銅礦抽水蓄能電站項目、韋崗青山湖抽水蓄能項目、隆化抽水蓄能電站項目等。

礦山關(guān)閉后，由于"采礦損傷效應"，礦井中往往蓄積著大量礦井水。經(jīng)過長期地球深部地熱能的加熱，形成了天然的"地下熱水瓶"、"熱能蓄電池"、"礦山充電寶"，蘊含了豐富的中低溫地熱資源。

中國礦業(yè)大學、深地科學與工程云龍湖實驗室李曉昭教授團隊研究開發(fā)出關(guān)廢礦山CT三維地熱成像技術(shù)，發(fā)明了井筒"類水封"能源地下結(jié)構(gòu)儲熱/取熱技術(shù)，建立了熱能梯級利用能源管理系統(tǒng)，讓原本只能沉睡的關(guān)廢礦山地熱，搖身一變成為清潔的可再生能源。目前，該技術(shù)已在江蘇、山東等地開展工業(yè)性試點。