在建光熱熔鹽儲能項目28個、累計裝機達2.85GW;一批熔鹽儲熱技術在火電靈活性改造等新領域的應用示范項目紛紛落地并陸續啟動建設……2023年,熔鹽儲能風光再現!
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光熱熔鹽儲能大爆發
作為長時儲能的一個重要分支,熔鹽儲能的特性使其應用范圍廣闊,目前最成熟的當推其在光熱發電領域的應用。
目前國內已投運的光熱熔鹽儲能項目裝機容量達500MW,應用于商業化光熱電站中的熔鹽儲熱系統最長儲熱時長高達15小時。
▲已投運光熱型熔鹽儲能項目
2023年,光熱發電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。除了已投運的項目外,目前正在推進的光熱發電項目中,全部配置了熔鹽儲能系統,累計裝機達2.85GW。
▲在建光熱熔鹽儲能項目
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新市場的新應用
除光熱發電領域外,熔鹽儲能在供暖、供蒸汽、火電機組靈活改造等領域的競爭優勢日益凸顯。
在用戶側供熱領域,2022年10月20日,浙江省最大的用戶側熔鹽儲能項目——紹興綠電熔鹽儲能示范項目在紹興柯橋區天實低碳產業園正式產汽。
在火電靈活性改造市場,2022年12月15日,由江蘇國信靖江發電有限公司聯合西安熱工研究院自主研發,全球首個與煤電耦合的熔鹽儲熱調頻調峰示范工程投運,引發廣泛關注。
▲已投運熔鹽儲熱項目(非光熱發電)
2023年,更多類似的相關項目陸續啟動建設,如下表所示:
▲在建其他熔鹽儲熱項目(非光熱發電)
(注:有些項目已經規劃但未有公開推進建設消息,故未列入)
值得一提的是,2023年12月6日,世界首座電熱熔鹽儲能注汽試驗站在中國石油遼河油田竣工投產,這是首次將電熱熔鹽技術應用于油田生產注汽系統。通過獨創研制的蒸汽發生系統將油田回用軟化污水與高溫熔鹽換熱產生額定8MPa、295℃、干度80%的濕飽和蒸汽直接用于油田注汽生產,有效減少能量過程損耗,綜合效率從熔鹽儲能發電系統的35%提高到90%以上,是突破該領域技術應用場景的一次全新嘗試。
在壓縮空氣儲能領域,熔鹽儲熱技術也開始進行示范實踐,2022年9月28日,山東泰安350MW鹽穴壓縮空氣儲能示范工程開工,首次采用低熔點熔融鹽高溫絕熱壓縮技術。未來,更多的壓縮空氣儲能項目也將采用熔鹽儲熱技術提高系統效率。
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技術上的顯著進展
2023年,熔鹽儲能技術進一步發展,主要體現在兩個方面:1、低熔點寬溫熔鹽技術;2、熔鹽電加熱器。
目前二元混合硝酸鹽的熔點約在220攝氏度,在系統中作為液體循環。但是這個熔點相對較高,在熔鹽循環過程中容易發生“凍管”,導致系統失效。
2022年,科技部對“十四五”國家重點研發計劃“儲能與智能電網技術”重點專項2022年度項目申報指南征求意見中明確:研究低熔點、寬溫域、高溫大容量熔鹽儲熱關鍵技術。
2023年2月,國家重點研發計劃“寬液體溫域高溫熔鹽儲熱技術”項目啟動,該項目由北京工業大學牽頭,聯合中國科學院工程熱物理研究所、華南理工大學、浙江可勝技術股份有限公司、西安熱工研究院、西安交通大學、華北電力大學、河北工業大學、藍星(北京)化工機械有限公司,浙江高晟光熱發電研究院等9家單位共同承擔。
項目針對我國實現“碳中和、碳達峰”和“高比例可再生能源”戰略目標迫切需要大容量長時儲能技術,突破寬液體溫域高溫熔鹽儲熱系統優化設計、低熔點高分解溫度低成本低腐蝕性的混合熔鹽材料、大容量高溫熔鹽儲罐及其地基、高溫高壓大溫差熔鹽換熱器、高電壓熔鹽電加熱器、系統集成與控制等關鍵技術,完成10MWh高溫熔鹽儲熱系統工程驗證和工程示范。
2023年10月20日,百川光熱聯合北京工業大學共同創建“熔鹽儲能傳熱產教融合創新平臺”,該平臺旨在集成百川光熱高性能反射鏡和北工大“低熔點寬液體溫域”熔鹽應用技術優勢,研發新一代光熱發電和熱利用系統解決方案。
2023年12月,由中國能建數科集團聯合北京工業大學共同研發,杭州華源前線能源設備有限公司承擔建設的“低熔點混合熔鹽中試平臺”通過專家評審,作為“中國能建300MW級壓縮空氣儲能電站系統解決方案”的硬核技術,將助力壓縮空氣儲能系統轉換效率有效提升。
電加熱器是熔鹽儲熱系統的關鍵設備之一,兼具低成本、可實施性的高電壓等級熔鹽電加熱器是推動熔鹽儲熱整體成本削減的重要影響因素。
2023年11月30日,西安慧金科技有限公司10kV/10MW高電壓大功率熔鹽儲能電加熱裝置出廠,該裝置采用了國際首創的直連高壓電網大流量流體高效感應加熱技術,是流體電加熱領域的重大突破。據悉,該裝置將應用于玉門“光熱儲能+光伏+風電”示范項目10萬千瓦光熱儲能工程,這也是該裝置在儲能領域的首臺套應用,將實現熔鹽電儲熱領域重大革新,加快熔鹽儲能在谷電工業蒸汽供應、新能源儲能調峰領域的工業化應用。