熔鹽儲能的性能指標如何?未來有著怎樣的發展空間?

▲山西沃錦新材料股份有限公司(并盛化工)營銷技術王洪國

6月12日，2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會在浙江杭州盛大召開，山西沃錦新材料股份有限公司(并盛化工)營銷技術王洪國，為大家帶來主題演講《熔鹽儲能新材料的市場現狀和發展展望》，并對以上問題進行了詳細的解答。

市場現狀

王洪國表示，截至2022年底，煤電靈活性改造規模累計約2.57億千瓦，抽水蓄能裝機規模達到4579萬千瓦，新型儲能累計裝機規模達到870萬千瓦。新能源消納形勢穩定向好，全國風電、光伏發電利用率達到97%、98%，特別是西北地區風電、光伏發電利用率達到95%、96%，同比提升0.8個百分點、1.0個百分點。

▲目前首批光熱發電電站運行項目

性能指標

以工業硝酸鈉國標GB/T4553-2016的一個針對熔鹽級的國家標準為例，其中中間是要求值。硝酸鈉是大于等于99.7%的組分含量，重點關注的是水分、氯化物、鎂離子等影響腐蝕和結垢核心指標。

▲硝酸鈉技術指標

在硝酸鈉的工業標準中，氯化物是以氯化鈉的形式計量，但在熔鹽標準國標36376 2018中，太陽能熔鹽硝基型標準里面的氯化物變成了氯離子。

山西沃錦和并盛化工所做的產品目前的硝酸鈉組分含量指標如上圖所示，當然其中還有一個硝酸鎂的控制。

▲硝酸鉀技術指標

王洪國介紹，硝酸鉀的技術指標在工業國標GB/T1918-2021標準中屬于II類I型，這里面硝酸鉀的標準組分主含量大于99.6%，關鍵點還是氯離子和鎂離子，氯離子是影響腐蝕性的重要因素，它不僅僅影響儲罐，如果僅僅是儲罐腐蝕，通過加厚儲罐的罐壁很容易就可以解決，但在整個熔鹽儲能系統中，除了儲罐的影響因素，還包括吸熱器、管道、換熱器系統和儀表所有相關和熔鹽接觸點。

王洪國表示，山西沃錦新材料針對熔鹽級硝酸鉀產品的氯離子實際可以做到小于等于0.01%，這是有相關檢測機構和共獲項目第三方檢測報告的。

同時工業品的鎂離子是影響結垢及熔鹽在系統中換熱系統效率下降最大的影響因素之一。

為什么會提到銨鹽?他表示，硝酸銨實際上就是炸藥，銨殘留聚集在密閉儲能系統，若堆積量占比高，如果有引爆點、火星可能就會導致硝酸銨爆炸，因此在密閉系統中硝酸銨銨鹽部分控制將來也是大家要特別關注的點。

▲熔鹽技術指標

最后，王洪國展示了整個熔鹽產品混合之后的技術參數，他表示，在國家標準中，太陽能熔鹽(硝基型)標準是0.03%的氯離子，而沃錦新材料提供的產品直接可以承諾做到0.02%，但是產品在客戶檢測過程中小于0.01%，鎂離子也是滿足0.001%的低鎂離子要求。

上圖是針對二元熔鹽的客戶檢測，氯離子0.005%，相當于上文的0.02%，鎂離子可以做到0.001%以下，鈣離子是0.001%以上，“所以我們寫太陽能熔鹽(硝基型)國家標準時，沒有考慮工業硝酸鈉0.01%和0.03%優等品和一等品的鈣離子標準的部分。”

下圖是王洪國搜集的一些氯離子腐蝕和鎂離子結垢對整個熔鹽儲能系統將來可能造成的影響。他認為，其對管道里面的影響不是特別大，主要是對吸熱器、換熱器的影響較大，特別是有焊口的地方、有橫向管道的地方、狹窄的地方這個可能在我們對項目設計或者EPC設計院在針對熔鹽儲能系統設計，怎么能把一些棱角變成一些軟角或者銳角，可能會更利于整個熔鹽系統的應用，將來鈣基熔鹽粘性會更大，因此他總結，“如何設計好設備匹配，可能在將來也是一個非常大的課題。”

▲氯離子腐蝕鎂離子結垢

未來展望

王洪國認為，未來，熔鹽儲能不僅僅適用于光熱發電市場，實際上在新型電力系統或者是風光新能源高比例增長之后，第一個市場是在風光配儲的共享儲能里面，以山西為例，山西“十四五”新增42300MW新能源，按照10%的儲能配比需要配置4230MW儲能項目，以用戶側滿足30%比例，熔鹽儲能市場容量1269MW，市場機會50億元。

第二個市場則是針對山西的消費品工業領域燃煤燃氣鍋爐。目前山西整個鍋爐的市場大概是7.26萬蒸噸，因為國家的“雙碳”碳排放雙控，山西省“十四五”規劃是下降14%，參考40蒸噸/小時，24小時穩定供汽，電功率100MW，系統投資1.8億元；按照總量10%替代的市場機會326億元。

除了這兩個市場之外，還有火電調峰領域，山西省目前有6529萬煤電裝機，山西省燃煤機組深度調峰靈活性改造，參考10%容量市場機會，按照100MW/800MWh投資估算3億元，市場規模195億元。

▲2021年吉林、青海、甘肅等新增光熱發電項目

▲2022年新疆第二批新能源項目(光熱發電熔鹽儲能)

▲其他地區新能源項目(光熱發電熔鹽儲能)

公司簡介

山西沃錦新材料股份有限公司(簡稱：沃錦新材料)是2021年山西省專精特新中小企業。公司專業研發、生產、制造、銷售、運輸、化鹽、回收于一體的熔鹽儲能核心原材料提供商，旗下“并盛”、“沃錦金甲”、“沃豐裕”等品牌高純光學級、熔鹽級、工業級和農業級的硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鹽等系列產品。

山西沃錦新材料生產規模為年產8萬噸離子交換工藝工業級硝酸鉀生產線、6萬噸硝酸鈉生產線，交城縣幷盛化工建成4萬噸級工業硝酸鉀、3萬噸氯化鋇生產線。合計形成目前國內最大熔鹽級硝酸鉀年產12萬噸(折合熔鹽30萬噸/年)，高純熔鹽級硝酸鈉年產6萬噸。正在推進青海鹽湖沃錦格爾木基地年產20萬噸硝酸鉀、20萬噸硝酸鈉生產線復工復產。

公司產品服務于工業應用領域；農業高端水溶肥等領域；光學玻璃化學鋼化用熔鹽領域;光熱發電熔鹽儲能項目；火電廠深度調峰熔鹽儲能領域；碳達峰熔鹽新型儲能供熱和發電領域。