DLT 5893-2025 压缩空气储能电站地下储气库设计规范标准立项发展报告

压缩空气储能电站地下储气库设计规范标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:DesignCodeforUndergroundGasStorageofCompressedAirEnergyStoragePowerStations摘要关键词：压缩空气储能；地下储气库；设计规范；电力行业标准；长时储能；新能源；标准体系Keywords:CompressedAirEnergyStorage;UndergroundGasStorage;DesignCode;ElectricPowerIndustryStandard;Long-durationEnergyStorage;NewEnergy;StandardSystem1引言1.1标准编制背景在全球应对气候变化和我国宣布"碳达峰、碳中和"目标的宏观背景下，能源结构向清洁低碳方向加速转型已成为不可逆转的趋势。风电、光伏等新能源装机容量快速增长，但其固有的间歇性、波动性特征对电力系统的安全稳定运行带来了严峻挑战。大规模、高效率的储能技术被认为是解决新能源消纳和电网调峰矛盾的关键技术路径。压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）技术利用电网低谷时段的富余电能驱动压缩机将空气压缩至高压状态并储存于储气容器中，在电网高峰时段释放高压空气推动透平发电，从而实现电能的时移利用。与抽水蓄能相比，压缩空气储能不受地理水资源条件限制，建设周期短、单位投资成本较低、响应速度快；与电化学储能相比，其具有寿命长（设计寿命可达30年以上）、安全环保（不使用重金属和易燃电解液）、规模大（单机功率可达百兆瓦级）等突出优势。据中国能源研究会储能专委会统计，截至2024年底，我国已投运和在建的压缩空气储能项目总装机容量已超过3GW，成为全球压缩空气储能装机规模最大的国家。地下储气库作为压缩空气储能电站的核心组成部分，承担着高压空气的存储功能，其设计质量直接影响储能系统的运行效率、安全可靠性和建设投资。目前，工程中采用的地下储气形式主要包括盐穴储气库、人工硐室储气库、废弃矿井储气库和porousrock储气库等多种类型。不同类型的储气库在地质条件适应性、热力学特性、密封性能、结构稳定性等方面存在显著差异，设计方法和控制指标亦各不相同。然而，在DL/T5893-2025发布之前，我国尚缺乏专门针对压缩空气储能地下储气库的工程设计标准，各设计院和工程单位多参照《盐穴型地下储气库技术规范》（SY/T7641）、《水工隧洞设计规范》（DL/T5195）等相关标准执行，针对性不强，关键设计参数难以统一，给工程安全和管理带来隐患。1.2标准制定意义DL/T5893-2025《压缩空气储能电站地下储气库设计规范》的制定和发布，标志着我国压缩空气储能行业在标准化建设方面迈出了关键一步。该标准具有以下重要意义：第一，填补标准空白。作为我国首部专门针对压缩空气储能电站地下储气库设计的行业标准，该规范系统解决了此前设计工作缺乏直接依据的问题，使工程设计从"参照执行"走向"有标可依"。第二，保障工程安全。地下储气库承受交变内压、热应力、水压力等多重荷载作用，运行工况复杂，一旦发生泄漏或失稳将造成严重后果。本标准通过明确选址条件、围岩稳定性分析要求、密封设计标准和安全监测指标，为工程安全提供了制度性保障。第三，促进产业健康发展。统一的技术标准有助于规范市场秩序、降低建设成本、促进技术进步和成果转化，为压缩空气储能的大规模商业化应用奠定坚实基础。第四，支撑能源战略。标准的实施将加速压缩空气储能技术的推广应用，增强电力系统调节能力，助力新能源大规模高比例消纳，服务于国家能源安全和新质生产力发展战略。2标准基本信息2.1标准编号与名称本标准编号为DL/T5893-2025，归属于电力行业标准（DL系列）。标准名称为《压缩空气储能电站地下储气库设计规范》，英文名称为*DesignCodeforUndergroundGasStorageofCompressedAirEnergyStoragePowerStations*。2.2标准级别与分类-标准级别：行业标准-电力（DL/T），推荐性标准-分类号：风力发电系统和其他能源（F19）-国际标准分类：能源和热传导工程2.3发布与实施-发布日期：2025年6月30日-实施日期：2025年12月30日-发布机构：国家能源局-标准状态：现行有效-国别：中国-语言：中文（简体）2.4版本与获取方式-版本说明：纸质版，3-7个工作日发快递，无授权单位水印-定价：75.0元人民币3标准编制原则与技术路线3.1编制原则DL/T5893-2025在编制过程中遵循了以下基本原则：（1）安全第一、质量为本。地下储气库涉及高压空气存储，安全风险等级高，标准编制始终将安全性置于首位，对选址、设计、监测等各环节均提出了严格的技术要求。（2）技术先进、经济合理。在总结国内工程经验和借鉴国际先进技术的基础上，合理确定设计参数和控制指标，兼顾安全性与经济性的平衡。（3）因地制宜、分类指导。考虑到我国不同地区地质条件的差异性和储气库型式的多样性，对不同类型储气库分别提出针对性设计要求。（4）协调一致、衔接配套。与现行有关的国家标准、行业标准保持协调一致，注重与《压缩空气储能电站设计规范》（DL/T5867）、《岩土工程勘察规范》（GB50021）、《盐穴型地下储气库技术规范》（SY/T7641）等相关标准的衔接配套。3.2技术路线标准编制遵循"调查研究—专题论证—框架设计—条文编写—征求意见—审查报批"的技术路线。编制组通过对国内已建和在建的压缩空气储能示范项目的系统调研，梳理了工程设计中的关键技术问题和实践经验；在此基础上，针对盐穴储气库热力学分析、人工硐室围岩稳定性评价、密封结构设计、交变荷载作用下长期疲劳特性等关键课题开展专题研究和技术论证；最终形成标准框架和条文内容，经广泛征求意见和专家审查后，报国家能源局批准发布。4标准主要技术内容DL/T5893-2025《压缩空气储能电站地下储气库设计规范》共分为若干章和附录，涵盖了压缩空气储能电站地下储气库设计的各个技术环节。标准的主要技术内容包括以下几个方面：4.1总则与基本规定标准明确了适用范围为新建、扩建或改建的压缩空气储能电站地下储气库工程设计，涵盖盐穴储气库、人工硐室储气库和废弃矿井储气库等主要类型。基本规定中对设计基础资料、设计使用年限、安全等级、荷载组合原则等做出了原则性要求，提出地下储气库的设计使用年限应与压缩空气储能电站主体工程的设计使用年限相匹配。设计荷载应考虑内压荷载、围岩压力、温度荷载、水压力及地震荷载等作用组合。4.2站址选择与地质勘察站址选择是地下储气库设计的关键环节。标准规定，储气库选址应综合考虑地质条件、水文地质条件、区域构造稳定性、地面设施布局及环境影响等因素，并应符合以下基本要求：盐穴储气库选址区域应具有适当厚度和分布的盐岩层，盐岩层应具备良好的密封性和蠕变特性；人工硐室储气库选址应选择围岩完整性好、强度较高的岩体区域，避开断层破碎带和高地应力区；废弃矿井储气库应对老巷道的封闭性、围岩稳定性进行专项评价。地质勘察方面，标准规定了可行性研究阶段和初步设计阶段的不同勘察深度的要求，明确了钻探、物探、试验等手段的运用原则，并提出了盐岩力学特性试验（单轴压缩、三轴压缩、蠕变试验）、围岩物理力学参数测试、水文地质试验等具体技术要求。4.3盐穴储气库设计盐穴储气库是当前国内外压缩空气储能工程中应用最为成熟的地下储气形式。标准对盐穴储气库的设计作出了系统规定：（1）溶腔设计。明确了盐穴腔体几何形状（通常为圆柱形或梨形）、腔体尺寸、腔体间距、顶板和底板厚度的设计要求。腔体间距应满足相邻腔体长期运行互不影响的要求，最小间距应根据盐岩蠕变特性和长期稳定性分析确定。顶板厚度应保证密封性和结构完整性，防止气体向上运移。（2）热力学设计。压缩空气储气库在运行过程中经历周期性的充气和放气过程，腔内温度变化显著。标准要求进行瞬态热力学分析，确定储气库运行过程中的压力变化范围、温度变化范围及合理的运行策略，为腔体设计压力和温度参数的确定提供依据。（3）稳定性分析。标准要求采用数值模拟方法对盐穴储气库进行长期稳定性分析，考虑盐岩的蠕变特性，预测储气库运行期内的体积收敛率、地表沉降和围岩损伤范围，并提出相应的控制指标。体积收敛率通常应控制在允许范围内，以保证储气库的有效容积和运行安全。（4）密封设计。盐穴密封系统包括盐岩自密封和人工密封结构两个方面。标准对密封材料的选择、密封段的设计、井筒密封方式等提出了明确技术要求。4.4人工硐室储气库设计人工硐室储气库通过开挖地下岩体形成储气空间，适用于不具备盐岩条件但有良好岩体条件的地区。标准对人工硐室储气库的设计规定包括：（1）硐室布置。硐室群宜采用平行布置方式，硐室之间应设置足够厚度的岩柱。硐室断面形状应结合围岩应力状态合理确定，宜采用圆形、马蹄形或直墙拱形断面，以利于围岩稳定和衬砌受力。（2）支护设计。针对高压储气条件的特殊性，标准规定了喷射混凝土、锚杆、钢筋网、钢拱架及钢筋混凝土衬砌等支护方式的选择原则和设计参数。对于设计内压较高的硐室，应采用预应力钢筋混凝土衬砌或钢衬与混凝土组合衬砌，并对衬砌结构的抗裂性能和密封性能提出明确要求。（3）密封系统设计。人工硐室储气库的密封是关键技术难题。标准推荐采用"围岩+密封层+衬砌"的复合结构体系，密封层材料可选用钢板、高分子防水卷材或专用密封涂层，并对密封层的设计、施工和质量检测提出了技术要求。同时，标准对衬砌结构的抗裂设计进行了规定，要求裂缝宽度控制在允许范围内，以保证长期气密性。（4）水封系统。对于采用水封式的人工硐室储气库，标准规定了水幕系统设计、水封压力计算和水文地质监测要求，通过设置合理的水幕系统确保硐室内气体不向外渗漏。4.5废弃矿井储气库设计利用废弃矿井改造成压缩空气储能储气库是一种资源化利用的绿色方案，但工程难度较大。标准对废弃矿井储气库的设计提出了专项要求，包括：老巷道和采空区的探测与评估方法、封闭性评价技术、加固改造设计方案、井筒密封设计及其与地下空间的连接方式等。4.6监测系统设计标准规定了地下储气库安全监测系统的设计要求，包括监测项目、监测仪器选型、监测频次及预警指标体系。主要监测内容包括：围岩变形与收敛、衬砌应力应变、密封层气密性、气体泄漏检测、地下水位变化及盐穴体积变化等。监测系统的设计应满足实时性、连续性和自动化要求，并应设置多重冗余的报警机制。5主要编制单位简介DL/T5893-2025《压缩空气储能电站地下储气库设计规范》是在中国能源研究会、电力规划设计总院等行业组织的协调指导下，由中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司（以下简称"中南电力设计院"）作为牵头起草单位，联合多家科研院所和高等院校共同编制完成。中南电力设计院有限公司成立于1954年，是中国电力工程顾问集团有限公司的核心成员企业，隶属中国能源建设集团有限公司，是我国电力勘测设计行业的骨干力量。该院拥有工程设计综合甲级资质和工程勘察综合甲级资质，业务范围涵盖火力发电、核电常规岛、新能源发电、储能电站、输变电工程等领域。近年来，中南电力设计院在国家大力推进新型储能技术发展的背景下，积极布局压缩空气储能业务，先后参与了多个国家级压缩空气储能示范项目的勘察设计和咨询评估工作，积累了扎实的工程实践经验。特别是在地下储气库设计方面，该院依托在水工隧洞、地下厂房、盐穴储气库等方面积累的丰富技术储备，组织成立了压缩空气储能技术攻关团队，在地下储气库热力学分析、围岩稳定性数值模拟、密封系统设计等关键技术上形成了具有自主知识产权的核心技术能力。6标准实施的预期效益6.1技术效益DL/T5893-2025的实施将显著提升我国压缩空气储能电站地下储气库设计的规范化和科学化水平。标准中提出的设计方法、分析手段和控制指标体系，为提高储气库设计质量、减少设计缺陷、降低工程风险提供了技术保障。特别是标准对数值模拟分析、长期稳定性预测、密封系统可靠性评价等先进方法的推广应用，将促进我国地下储气库设计技术水平的整体提升。6.2经济效益地下储气库在压缩空气储能电站建设工程投资中占有较高比重。标准在保证安全性的前提下，通过科学合理的设计参数选择，有助于避免过度保守设计带来的浪费，实现安全与经济的协调统一。统一的标准化设计也有利于缩短设计周期、降低设计成本，促进设备材料的标准化和国产化。据初步测算，标准的实施有望使储气库工程造价降低5%~10%。6.3社会效益大规模压缩空气储能系统的推广应用，将有效提升电力系统对新能源的消纳能力，促进能源结构绿色低碳转型，为全社会提供更加清洁、安全的电力保障。标准的发布也将为政府部门进行工程审批和安全监管提供技术依据，为行业人才培养和技术交流提供统一的技术语言。7结论与展望DL/T5893-2025《压缩空气储能电站地下储气库设计规范》作为我国压缩空气储能领域地下储气库设计的首部行业标准，其发布实施填补了该领域标准体系的空白，具有重要的里程碑意义。该标准立足我国工程实际，充分吸收国内外先进技术成果，系统涵盖了盐穴储气库、人工硐室储气库和废弃矿井储气库等多种类型的设计技术要求，构建了较为完整的压缩空气储能电站地下储气库设计技术框架，为工程设计提供了科学依据和技术指导。展望未来，随着我国压缩空气储能技术向更大容量、更高参数方向发展，以及更多工程实践经验的积累，本标准的修制订工作