熔鹽儲熱技術在儲電市場具有競爭力嗎？
發布者：CSPPLAZA | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 7804查看 | 2015-06-08 18:59:00
CSPPLAZA光熱發電網報道：電力存儲市場正在快速發展，但儲電市場對儲熱技術的關注卻并不大，而利用熔鹽儲熱技術來存儲電能，是否是一條可行的方案呢？
創新型儲熱系統公司Halotechnics正在推進熔鹽儲熱技術的電網級儲電應用，該公司的CEO Justin Raade認為，利用電能直接加熱熔鹽的可擴展式儲能技術在電力存儲市場的廣泛應用，也將有利于CSP項目成本的降低。
Raade表示，“熔鹽儲熱系統在更廣的電力領域的廣泛應用將增加儲熱型光熱發電的融資可行性。”這是因為電力存儲市場的應用范圍更為廣闊，熔鹽儲熱技術的廣泛應用可以讓人們更多地認識到這種技術的價值，其大規模應用也同時能夠降低其成本、提升其技術成熟度。
Halotechnics就計劃利用熱能存儲作為一種獨立的電力存儲技術，把廉價的富余的夜間風力發電轉變為可在高峰供電期利用的電能。實現谷電峰用。
傳統的光熱發電廠將儲熱系統集合在內，而利用熔鹽儲電的技術則直接利用電力將熔鹽加熱后存儲，在需要時通過熔鹽放熱，由汽輪機將其重新轉變為電能，這使得利用富余電能的電網級儲能成為一種可能。當然，這僅僅是其中一種儲電技術，而且是目前并不太受關注的一種儲電技術。
Raade表示，“如果我們可以建設更多的利用熔鹽儲熱技術的電網級儲能應用項目，人們對這種技術就會更為熟悉。更多的應用也會推動系統設計方面的改善，進而驅動成本降低，從而也可以使帶熔鹽儲熱系統的光熱電站獲得更多的利潤。”
在全球都有光熱業務部署的阿本戈公司的發言人表示，“其他制造業的學習曲線證明了在產量增加到一定的規模時，組件生產成本將處于下降趨勢。我們希望這些曲線也適用于儲能產品或其它光熱組件和產品。”
Terrafore公司的Anoop Mathur在以前就提出了使用熔鹽儲熱作為一個獨立的電力存儲系統的概念。Mathur在2013年曾建議，“可以把電能轉變為熱能，然后利用汽輪機或其它熱電轉換裝置再把存儲的熱能轉變為電能。雖然這個方案的轉化效率很低，只能得到你收集能量的40%。但是它在經濟上依然是可行的，因為當前電池儲電的成本很高……，并且電池儲能的壽命周期還不到十年。”Raade還表示，“汽輪機的效率是一個較大的障礙，但現在，這種方案的價格相對電池而言仍具有更好的經濟性。”
一個傳統的50MW光熱項目的儲熱系統包含有熱罐和冷罐兩個直徑70英尺、高約30英尺的罐子。在直接的儲電應用市場，可以利用現成的工業電加熱裝置將罐子中約5000噸的熔鹽加熱，在另一端，汽輪機提取罐子中的能量來進行發電。
在一個天然氣聯合循環電站中，這種系統也可以用于取代風道燃燒器。在加利福尼亞的天然氣聯合循環(NGCC)電站平均裝機大約600MW，能適用Halotechnics的50MW的儲熱系統，它可以與低到150MW裝機規模的電站匹配。
電站一般都要消耗電網中的部分電能作為寄生性消耗，在加利福尼亞州的非高峰用電期，儲熱系統的電力輸入將從午夜以后富余的風力發電中獲取。Raade表示，“理論上上我們可以在風力發電場建造儲熱系統和汽輪機組，但是由于汽輪機的成本太高，整體儲能成本將會大幅度提升。”正是由于這個原因，更現實的想法是把儲能系統附加到NGCC電站上，因為它已經安裝有需要從存儲系統提取電能的汽輪機。
加利福尼亞午夜以后的風能將會被轉化為熱能保存約一天，來供應第二天傍晚上升的用電負荷。而熔鹽在超過12小時的時間后僅流失近0.5%的熱量，其熱損是相當小的，這也保證了其具有可觀的經濟性。
美國加州是對儲能產業支持力度最大的地區，根據相關政策條例，加州公共事業有義務在2020年完成購買安裝1.3GW的儲能裝機。Raade表示，電站業主可以通過增加儲能裝置來獲得額外的政策補貼，獲得更大的經濟利益。
加州公共事業已經開始測試并示范電網級儲能技術的可應用性和商業化價值，來解決裝機日益增長的可再生能源愈加嚴峻的間歇性問題。2014年，加州的可再生能源發電裝機增長到21GW，包括水力發電，占加州總發電量的24%，這一比例在2020年計劃將達到33%。
電池成本相當于光熱發電總體能量存儲成本的10倍以上。SolarReserve 的CEO Kevin Smith此前曾以110MW的配10小時熔鹽儲熱系統Crescent Dunes光熱電站為例估算，該項目的總存儲能量為1100MWh，成本大約為8000萬美元。而相對應的是，南加州愛迪生電力公司（SCE）的8MW鋰電池儲能示范項目Tecachapi項目，儲能時長4小時，成本為5000萬美元，儲能量僅32MWh，存儲成本約1500美元/kWh。
Halotechnics的熔鹽熱儲能電池如果單純地應用于儲電市場，為50MW電站滿足4小時的儲能需求，總計200MWh的儲能量的成本約為4000萬美元。Raade表示，“我們已經有了一些基礎設計方案，在這種規模下其成本大約是200美元/kWh，經濟性超過儲能電池。在當前，利用熔鹽儲熱系統直接存儲電能的成本要低于電網級電池儲能的成本，熔鹽儲熱是有競爭力的。”
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