發布者:曾智勇 | 來源:曾智勇 | 0評論 | 5261查看 | 2016-12-10 16:30:00
2016年2月份,美國110MW新月沙丘光熱電站正式并網發電,實現商業化運轉,成為全球裝機最大的塔式熔鹽光熱電站,首次在百兆瓦級規模上成功驗證了塔式熔鹽技術的可行性,成為光熱發電發展史上重要的里程碑。
最近,該光熱電站因熔鹽罐熔鹽泄漏事故再次成為大家矚目的焦點,熔鹽儲熱系統的安全性、可靠性再次受到大家的關注。此次熔鹽罐熔鹽泄漏事故造成的維修及售電收入損失不容小覷,給整個光熱發電行業敲響了警鐘。
熔鹽儲熱系統作為光熱發電的能源島,使光熱發電相比其它可再生能源發電技術具備了為電網提供更為穩定電力供應的能力。9月份國家能源局發布的首批20個光熱示范項目名單中,有18個項目采用了熔鹽儲熱技術。因此,在國內即將建設的光熱示范電站中,熔鹽儲熱不可輕視。
早在1949年,太陽熱能存儲系統創始人之一的Telkes即提出用硝酸鉀和硝酸鈉混合熔鹽儲熱。目前,熔鹽儲能系統在當今光熱電站中的應用已十分普遍,在國外光熱電站已有多年商業化應用案例。與儲電相比,熔鹽熱儲能成本低、壽命長、無衰減、適合大規模應用。
但中國的熔鹽市場更多的針對傳統的化工傳熱、蓄熱,甚至只是作為普通的化學化工原料,因此對熔鹽的組分指標沒有過高的要求。在愛能森5年多來對工廠的實地調查中發現,中國80%以上的單體原材料達不到光熱電站熔鹽級要求,要想滿足這些組分、性能的需求必須通過工藝生產路線的技術改造、優化、技術創新、全面質量管理、建立企業、行業、國家光熱發電熔鹽級的相關標準。但目前熔鹽儲熱技術缺乏相關標準,材料的生產、設備的制造及儲熱系統沒有建立標準或上下游標準不完善。
中國當前沒有專門針對光熱電站的復合熔鹽產品標準,甚至沒有專門針對光熱電站的硝酸鉀、硝酸鈉單體原材料標準,這樣就導致測試方法、測試項目、組分指標的要求沒有統一的衡量標準。加之熔鹽市場魚龍混雜,導致以次充好的現象出現。目前,在光熱電站市場爆發的大環境下,已有部分不達標的鉀鹽和鈉鹽原材料進入了某些電站試驗系統。如果這些問題不引起高度重視,熔鹽品質不能提高,相應的熔鹽標準、設備制造標準、系統標準不盡快出臺,如點蝕、喘振、堵塞、爆管、泄漏等一系列問題不可避免的會再次發生。加上設備材料、焊接質量、罐體底部處理、溫變應力、檢測質控不嚴格把關等,綜合各種因素,電站投運五年之內將會有一定比例的熔鹽儲熱系統出現事故。而所帶來的經濟損失從美國新月沙丘的事故中可見一斑,熔鹽儲熱尤其是熔鹽材料品質不可小覷。
愛能森作為儲能全產業鏈核心技術的專業服務商,是研發、設計、生產、銷售儲熱新材料、儲熱新設備及儲熱系統的國家級高新技術企業。在過去5年多的時間內,針對光熱發電標準缺失的空白,對原材料如硝酸鉀、硝酸鈉、亞硝酸鈉等制定了高于國標的企業標準,嚴格控制硫、氯離子及金屬離子含量。同時,專門分析及建立了Solarsalt、Hitec、低熔點LMT熔鹽企業標準,為客戶提供一步到位的、高品質的熔鹽商品,而非電站使用的原材料半成品。同時,正在參與起草太陽能儲能熔鹽的團體標準及國家標準,倡導高標準、嚴要求、與國際接軌。
對于光熱發電這一技術高度密集型項目,我們不回避發展過程中出現的各種問題,但投資方、業主方等多方參與主體要引起高度重視。同時,核心儲熱材料、關鍵儲熱熱備、儲能系統控制及設計、施工、運維等各個儲能相關環節要高標準、嚴要求,確保儲能系統從材料、設備到系統控制、設計、施工、運維等各個環節都應有良好設計及操作規范,提供品質過關、安全可靠、綜合性價比高的產品及服務,而非低質拼價,抱僥幸心理。
熔融鹽儲能是太陽能熱發電的關鍵技術,也是實現能源多樣化、多能互補綜合應用的核心技術。通過大規模儲熱應用,可將不可控的能量輸入轉化為可控的能量輸出,改善風能、太陽能等可再生能源的不連續、不穩定性,以實現安全、穩定供電、供能。因此,在光熱發電起步進入商業化示范的關鍵時期,倡導光熱同仁對輸出的產品、技術、工程負責,對光熱發電行業、對新能源的未來發展歷史負責,以形成光熱發電穩健發展的新常態。
注:本文作者為愛能森首席技術官曾智勇,他同時為國務院特殊貢獻專家、中國科技開發院特聘專家、清華陽光研究院科學技術顧問委員會委員。