编者按

　　“在地下数百上千米的深处，藏着一座座特殊的地下空腔 —— 盐穴。很多人对它感到陌生，但它正在为我国新能源发展，发挥着至关重要的作用。中国科学院武汉岩土力学研究所走出的青年科研人曾真，就把自己的博士科研时光，献给了深埋地底的盐穴。

　　学生简介

　　曾真，中国科学院大学 2021 级直博研究生，培养单位为中国科学院武汉岩土力学研究所，师从杨春和院士与马洪岭研究员，在读期间依托多项国家级压缩空气储能建设项目，致力于压缩空气储能盐穴湿环境及其驱动的水‑盐岩相互作用研究。以第一作者发表 SCI 论文 10 篇，EI 论文 1 篇，授权国家发明专利 4 项，软件著作权 1 项。

　　先后获得中国科学院院长特别奖、博士研究生国家奖学金、中国科学院武汉分院院长奖与优秀毕业生等荣誉

　　盐穴，是开采盐矿之后留下的巨大密闭地下空腔。如今因其优良的密闭性与稳定性，成为压缩空气储能的绝佳气体储库。风电、光伏等清洁能源受天气制约，发电并不稳定：大风晴天电力富余，无风无光时又供电不足。想要把波动的绿色电力平稳送入千家万户，就需要大规模储能技术充当电网的 “缓冲器”，盐穴压缩空气储能便是核心路线之一。

　　用电低谷，就把富余的风电、光伏电能用来压缩空气，灌入地下盐穴储存；等到用电高峰，再释放高压空气驱动发电机发电，完成电能的储存与释放。这项储能技术存储容量大、服役寿命可达数十年，是助力 “双碳” 目标、搭建新型电力系统的重要支撑。

　　就在盐穴储能从实验室大步迈向工程落地的时候，大部分目光都聚焦在地面发电设备、盐腔水溶建造上，电站长期运行过程中地下潜藏的风险却少有人关注。盐穴在建造过程中，腔周围岩将不可避免地受到偏应力损伤。而在压缩空气储能运行过程中，盐穴反复充气、放气，洞内温度随之起伏，带动环境湿度剧烈波动。盐穴岩壁本质就是盐岩，如同家里的食盐，一旦遇潮就会吸潮潮解。由此，盐穴内部湿度如何变化?潮湿是否会加剧岩壁损伤，从而引发漏气甚至造成储能电站失效?开裂的盐岩能不能自我修复?这些关乎电站成败的难题，摆在了曾真面前。

　　为破解地下看不见的谜题，曾真跟着导师奔赴全国各地盐穴储能工程现场。盐穴深埋地底，人无法直接观察腔体内部，只能依靠仪器间接监测；工地工况瞬息万变，现场试验条件艰苦，不少试验做完便难以复现。实验室推演的理论模型，放到现场常常和实测结果相悖。曾真没有退缩，他扎根一线调研、大量研读文献之后，提出关键猜想：盐穴长年累月充放气，内部并非持续干燥，而是干湿状态高频交替，正是这种交替循环，不断引发盐岩吸潮、愈合等一系列变化。

曾真在湖北应城300兆瓦压缩空气储能电站示范工程现场

　　猜想需要实验来验证。他首先通过自研热力学模型，证实了在压缩空气储能运行下，盐穴处于干湿循环状态。随后他在实验室复刻这一环境，对盐岩样品反复做干湿循环处理，一遍遍观测岩石发生的变化。试验让他发现盐岩在这一动态湿环境下独特的水岩作用特性：湿度升高时，盐岩潮解生成的卤水在毛细作用下被渗吸进盐岩裂隙中，使得盐分具有迁移能力；环境转为干燥时，其中的卤水在裂隙喉部重新结晶，实现岩石的桥接，让腔周受损的盐岩重新恢复强度与抗渗性。这一系列结果打破了业内”盐穴湿环境只有消极作用“的固有认知。

　　小试样的实验结论，还需要适配巨型地下盐穴工程。曾真创新研发 “单元凋亡法”，把庞大盐穴拆解成无数网格单元，借助计算机仿真模拟盐穴长达 20 年的运行演化，量化潮解带来的实际影响。仿真结果表明：盐岩受潮并不会造成腔体垮塌、大规模漏气这类重大灾难，盐岩的自愈合能力反而可以保护腔体安全；真正的重大隐患来自洞底堆积的卤水，20 年运行会损耗接近四分之一储气空间，危害远大于盐岩自身蠕变收缩。只要采取地面除湿、定期排出洞底卤水两项工程措施，就可以有效化解风险。

　　这一系列研究刷新了行业对盐岩地下服役行为的理解，为盐穴储能长期安全运行提供新的理论支撑。相关成果已经落地，为湖北应城 300 兆瓦压缩空气储能电站示范工程提供关键技术支撑，这座电站拿下单机功率、储能规模、转换效率三项世界第一，实现 “洞天聚风雷”。谈及科研能够服务国家重大能源工程，曾真由衷感慨：“能为国家做一点小事，这是我的幸运，也是我的荣耀。”

曾真（左）与导师杨春和院士（右）合影

曾真（左）与导师马洪岭研究员（右）合影

　　未来，曾真将继续奔赴科研之路。研究场景从地下能源储库切换到深部硬岩矿山开采，他将把盐穴储能研究积累的实验手段、工程研判经验迁移到矿山安全开采方向。场景虽变，但扎根深地、回应国家战略需求的科研初心，始终未曾改变。