近日,國家能源集團河北公司龍山電廠抽汽蓄能熔鹽儲熱調(diào)峰靈活性改造示范項目正式開工建設(shè),該項目是國內(nèi)首個利用熔鹽大規(guī)模儲熱實現(xiàn)機組深度調(diào)峰及頂峰的重大科技創(chuàng)新示范項目,項目建成后,該廠機組調(diào)峰負荷最低可由200兆瓦降至100兆瓦,頂峰負荷最高可由600兆瓦升至647兆瓦,有效提升河北南網(wǎng)調(diào)峰能力。
首先來了解一下什么是儲能技術(shù)?
儲能技術(shù)分為多種,如常見的電池就是一種儲能技術(shù)。
一般的電池應(yīng)用的是化學儲能技術(shù)。還有一種叫做熱能存儲的儲能技術(shù),是將能量通過熱的方式存儲在儲能物質(zhì)中。
那么,“高溫熔鹽儲能”到底是一種什么技術(shù)呢?它的應(yīng)用場景又是什么呢?
事實上,高溫熔鹽儲能技術(shù)屬于儲能技術(shù)中的一種。
熔鹽是指熔融態(tài)下的液體鹽。這個鹽可不是我們?nèi)粘3缘氖秤名},而是無機鹽,如堿金屬、堿土金屬的鹵化物以及硝酸鹽、硫酸鹽等。
熔鹽是將鹽加熱到一定溫度,使鹽變?yōu)橐簯B(tài),此時的熔鹽就有點像融化的雪糕。
熔鹽在標準溫度和大氣壓下為固態(tài),而在溫度升高到一定程度之后轉(zhuǎn)化為液態(tài),是一種優(yōu)良的傳熱儲熱介質(zhì),具有高沸點、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點。
高溫熔鹽儲能技術(shù)即利用熔鹽在升溫和降溫過程中產(chǎn)生的溫差實現(xiàn)熱能存儲。
直白地說,其實它就是個大號暖手寶,先用電把暖手寶加熱,再把暖手寶的熱傳遞給人體。
那么,它的應(yīng)用場景有哪些呢?
01
火電靈活性改造領(lǐng)域
用戶的用電負荷是隨時間變化而變化的。同時,電能無法大規(guī)模儲存,為了保證電網(wǎng)供電穩(wěn)定,就要求用戶需要多少電,電廠就發(fā)多少電。
但需要多少點電廠就能發(fā)多少電只是理想化的狀態(tài)。機組負荷太低會不穩(wěn)定,機組頻繁啟停會造成經(jīng)濟損失等問題無法保證電網(wǎng)供電穩(wěn)定,所以就用到了高溫熔鹽儲能技術(shù)。
高溫熔鹽儲能技術(shù)可將鍋爐產(chǎn)生的過量蒸汽的熱量儲存起來,根據(jù)電網(wǎng)的需求再將存儲的熱量返送汽輪機組發(fā)電,由此實現(xiàn)機組的靈活運行。
上文中提到的國家能源集團河北公司龍山電廠抽汽蓄能熔鹽儲熱調(diào)峰靈活性改造示范項目便采用該技術(shù),項目投產(chǎn)后該廠負荷最低可降至18%,最高負荷可升至108%,既提高了熱能綜合利用效率,又增強了電網(wǎng)安全性。
02
太陽能光熱發(fā)電領(lǐng)域
與火電應(yīng)用熔鹽儲能相似,太陽能發(fā)電也需要跟著電網(wǎng)調(diào)節(jié)負荷,熔鹽儲能光熱電站應(yīng)運而生。
在我國西部地區(qū),有一些光伏板中間豎立“燈塔”的場景,這些就是塔式熔鹽儲能光熱電站。
具體來說,電站把太陽光中蘊含的熱量用熔鹽儲存起來,存儲的熱量根據(jù)電網(wǎng)的需求再送至汽輪機組發(fā)電。在低碳發(fā)電的同時,還能有效避免“棄光”。
以20MW綠電熔鹽儲能項目為例,該項目每年可發(fā)電6370萬度,年供蒸汽量為84萬噸,節(jié)約標準煤15.5萬噸,減排二氧化碳約29萬噸,釋放相當于八千畝森林的環(huán)保效益。
03
供暖領(lǐng)域
我們都知道,一般晚上為用電低谷期,電價較為便宜。
如果用夜間低谷電加熱儲能介質(zhì),將夜間富余的低谷電力轉(zhuǎn)換為熱能進行儲存待用熱時進行供熱,就能解決能量供求時間上不匹配問題
熔鹽能量密度高,可儲存大量熱量,因而熔鹽儲能就成為谷電儲熱的優(yōu)質(zhì)選擇。
在提高能源利用效率的同時,還能為電力供給提供彈性,可謂一舉多得。
以8MW熔鹽儲能供熱項目為例,此項目可降低40%左右蒸汽成本。
04
余熱回收領(lǐng)域
余熱回收可用于熱電廠發(fā)電、熱水鍋爐回水加熱等。
但目前主流的余熱回收方式效率較低,若采用熔鹽作為儲能介質(zhì)便可穩(wěn)定持續(xù)輸出高溫蒸汽,大幅提升能源利用效率。
以6MWh的熔鹽儲熱發(fā)電項目為例,其效率是蒸汽儲熱發(fā)電方式的2倍,技術(shù)優(yōu)勢和高效能源利用優(yōu)勢明顯。
綜上,高溫熔鹽儲能技術(shù)充分利用低谷電、太陽能、風能等。
火電廠高溫蒸汽以及工業(yè)余熱等清潔能源不僅可以替代燃煤(或燃氣)鍋爐減少污染物的排放,還可以作為應(yīng)急熱源保障臨時停熱用戶的生活熱水需求,因此具有很好的經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益。
高溫熔鹽儲能技術(shù)以其獨特的優(yōu)勢迅速成為新能源發(fā)展中的一顆新星,具有廣闊的發(fā)展前景。