由于熔鹽原材料產量有限,制約著我國熔鹽光熱發電行業發展。
▲融鹽儲熱系統
伴隨著光熱行業掀起新一輪發展熱潮,與其黃金搭檔的熔鹽儲能也開始爆發式增長。相關數據顯示,目前正在推進的53個光熱發電項目中,有25個采用熔鹽儲熱技術。
在業內人士看來,熔鹽儲能不僅可以應用在光熱發電行業,還可以應用到煤電調峰、供暖、工業園區供熱等領域。與此同時,由于熔鹽原材料產量有限,制約著我國熔鹽光熱發電行業發展。
應用場景廣泛
自從2008年國際上第一個采用熔鹽儲熱的光熱發電商業電站投運后,光熱發電進入到熔鹽儲熱的新階段,光熱發電的技術優勢得以顯現。熔鹽是一種優良的儲熱介質,當溫度升高到熔點溫度后,它就從固體轉化為液態,具有很好的流動性和換熱性能。目前,熔鹽儲能應用主流是光熱發電。
“光熱發電采用熔鹽儲熱,是集發電和儲能為一體的太陽能發電方式,采用同步交流發電機發電,集熱系統規模和儲熱系統容量大,可以實現24小時連續發電。”光熱發電行業專家、電力規劃設計總院原副院長孫銳接受《中國能源報》記者采訪時表示,在連續幾天無光照的極端氣象條件下,熔鹽儲能可通過天然氣、甲醇及生物質等備用燃料繼續為系統提供電力。因此,它可以完全替代煤電機組在系統中發揮作用。與之相比,其他的儲能方式很難實現與光熱發電相同的功能。
“要實現電力系統的碳中和,風電、光伏裝機量將要遠遠大于用電最大負荷。同時,工業系統的碳中和一直沒有得到足夠關注,未來必然要用大量的綠電提供工業生產過程中所需的熱能。鑒于綠電的不穩定性,儲熱將成為剛需。”浙江可勝技術股份有限公司董事長金建祥對《中國能源報》記者表示,熔鹽儲熱作為一種安全、低成本、大容量、長壽命、技術成熟的儲熱技術,可廣泛應用于新能源大基地儲能配套、工業園區零碳供能、天然氣供熱替代、火電靈活性調峰等場景。
需求陸續釋放
采訪中,多位業內人士直言,目前,我國熔鹽儲熱項目發展緩慢的因素之一是熔鹽原料產能不足。在多種應用場景“剛需”的帶動下,熔鹽儲能呈現高增長態勢。如今,熔鹽儲熱項目陸續進入熔鹽采購及投料階段,熔鹽需求正在陸續釋放,今年市場對熔鹽的需求尤為強烈。
目前,國內光熱發電的主流熔鹽是二元鹽,也就是60%硝酸鈉和40%硝酸鉀的混合。而目前國內熔鹽級硝酸鉀產能有限,熔鹽級硝酸鉀供應緊張局面在較短時間內將難以緩解。
▲融鹽儲熱系統
業內人士給《中國能源報》記者算了一筆賬,目前硝酸鉀的總產量大概80萬噸左右。“硝酸鉀作為熔鹽的主要原材料,隨著光熱發電行業的發展,需求仍會增加。如果光熱發電每年新增裝機300萬千瓦,對應的熔鹽需求量大概在100萬噸,其中硝酸鉀的需求量將達到40萬噸,其主要原材料氯化鉀隨著鹽湖提鋰產業的發展供給會有所增長。”龍騰光熱總經理俞科接受《中國能源報》記者采訪時表示,在后續技術迭代中,三元低凝點熔鹽的產業化將對光熱發電項目度電成本下降起到較好的助推作用。
俞科向記者表示,熔鹽儲熱屬于熔鹽市場中一個新領域,進入熔鹽領域的生產企業不多。熔鹽訂貨屬于批量性較集中,往往導致同一個階段生產供貨,呈現熔鹽產能短缺。部分熔鹽生產企業為了滿足市場需求,已經開始計劃募集資金投資加大投資熔鹽級硝酸鉀。
價格維持高位
因熔鹽原材料產能不足,熔鹽的價格一直保持在高位。“硝酸鉀的主要用途之一是生產化肥,每年三四月份價格會出現一輪上漲,疊加俄烏沖突,硝酸鉀價格一度飆升。”一位不愿具名的光熱企業人士對記者表示。
“今年熔鹽每噸價格在5000元以上,明年還會上漲,熔鹽價格不太可能下降,預計未來硝酸鉀市場用量仍呈增長趨勢。”國網能源研究院新能源研究所高級研究員葉小寧對《中國能源報》記者表示,熔鹽熔點相對較高,在熔鹽循環過程中容易發生冷凝“凍管”,所以,未來需要研發熔點更低的混合熔鹽。
葉小寧認為:“熔鹽儲熱需要通過政策和電價支持,推動技術進步和成本下降。”
在孫銳看來,目前光熱發電采用的二元鹽是非常成熟的熔鹽,安全可靠,是目前世界各國普遍采用的光熱發電儲熱介質。隨著光熱發電的技術進步,尤其是超臨界二氧化碳循環發電技術的開發和應用,需要進一步提高熔鹽的上限工作溫度。熔鹽在壓縮空氣儲能、燃煤機組的靈活性改造和清潔能源供熱等各種應用場景中,則需要降低熔鹽的下限工作溫度。