中国における地下エネルギー貯蔵に関する研究レビュー

中国ではクリーンエネルギーの急速な発展に伴い、地下エネルギー貯蔵の需要が増加している。本稿は、地下エネルギー貯蔵の現状、安全性評価、環境影響緩和の進歩をレビューする。枯渇した石油・ガス貯留層と岩塩空洞が、中国における天然ガスおよび圧縮空気エネルギー貯蔵の主要な地質学的形成体である。2024年10月時点で、岩塩空洞8施設、枯渇貯留層26施設が建設されており、大規模地下貯蔵施設の約90%を占める。石油と天然ガスが最も成熟した貯蔵媒体であり、次いで圧縮空気と二酸化炭素(CO2)であるが、地下水素およびヘリウム貯蔵は開発の初期段階にとどまっている。本レビューでは、容量、シール性、コスト、サイクル能力、リスクの観点から岩塩空洞、枯渇貯留層、帯水層、岩石空洞を比較する。さらに、理論、数値、実験、モニタリング研究を統合する。主なリスクには、坑井または亀裂からの漏洩、キャップロックまたは空洞のシール喪失、圧力誘発破壊、塩クリープ、サイクル損傷、水素関連の微生物および地球化学反応、材料劣化、CO2プルーム移動が含まれる。長期モニタリングは、圧力、温度、流量、ガス組成、坑井健全性、変形、微小地震活動、地下水化学、地表ガス地球化学、プルームイメージングを組み合わせるべきである。将来の開発では、放棄鉱山揚水発電、CO2地質貯留、地下水素貯留を、実地規模検証、連成マルチフィジックスモデル、水素適合材料、統一健全性基準を通じて進めるべきである。