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在6月13日于浙江杭州召開的2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會上，來自浙江可勝技術(shù)股份有限公司系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理?xiàng)盍x就《熔鹽儲能系統(tǒng)的多場景應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析》作主題演講，重點(diǎn)對熔鹽儲能的應(yīng)用場景及未來展望進(jìn)行了介紹。

▲浙江可勝技術(shù)股份有限公司系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理?xiàng)盍x

1、熔鹽儲能介紹

楊義首先對熔鹽的三大能量來源進(jìn)行了簡單介紹：

第一類，通過熱交換形式，主要來源可能是工業(yè)余、廢熱、生物質(zhì)、天然氣等；

第二類，通過電加熱形式，主要來源的電可能是谷電、風(fēng)電、光伏電、調(diào)峰電。他指出“未來東南地區(qū)可能也會有風(fēng)光棄電，比如山東等省份棄電已有上揚(yáng)態(tài)勢，除此之外，火電進(jìn)入深度調(diào)峰的時候會有電量，我們把這部分能量進(jìn)行儲存”；

第三類，光熱場景下，通過光熱鏡場進(jìn)行能量的輻射能收集?！澳芰枯敵鲂问街饕卜譃閹最悾绻l(fā)電目前常規(guī)的還是以汽輪發(fā)電機(jī)組為主，根據(jù)你所需要蒸汽、熱能多少不同分類，如果沒有發(fā)電需求，可以采用熱罐或者換熱器的形式，溴化鋰機(jī)組以熱制冷也有，那么這是它的能量來源和能量的輸出?！?/p>

他將熔鹽儲能的優(yōu)勢歸納為以下10條：

（1）建設(shè)周期短：建設(shè)周期約為8~10個月（不含汽輪機(jī)）；12-18個月（含汽輪機(jī)）；

（2）安全性高：熔鹽在化工和其他領(lǐng)域已有長期穩(wěn)定安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；通過圍堰等預(yù)防措施即可完全排除高溫熔鹽泄露的風(fēng)險；

（3）環(huán)境友好：熔鹽儲能系統(tǒng)的制造和運(yùn)行對環(huán)境不產(chǎn)生污染；

（4）適用范圍廣：溫度靈活可調(diào)，適用范圍190-570℃；

（5）電網(wǎng)友好：采用汽輪發(fā)電機(jī)組，可以為電網(wǎng)提供無功功率和轉(zhuǎn)動慣量，有利于電網(wǎng)電壓穩(wěn)定和頻率穩(wěn)定；可以為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、系統(tǒng)備用和黑啟動等多種輔助服務(wù)；

（6）使用壽命長：熔鹽儲能電站使用壽命長達(dá)25~30年；熔鹽近零耗損，仍可循環(huán)利用；

（7）儲熱成本低：單位kWh儲熱成本約150-250元/kWh；

（8）純物理變化：全流程無爆炸、燃燒等風(fēng)險；

（9）儲能容量大：可實(shí)現(xiàn)MWh-10GWh大范圍、大容量儲能；

（10）占地面積小：熔鹽儲能系統(tǒng)占地面積約5畝~25畝（根據(jù)項(xiàng)目需求設(shè)計）：500MWh儲熱量的熔鹽儲能系統(tǒng)占地面積約15畝，1GWh儲熱量的熔鹽儲能系統(tǒng)占地面積約20畝。

2、熔鹽儲能的應(yīng)用場景及展望

楊義將熔鹽儲能的應(yīng)用場景主要概括為三個方面，分別是光熱、光伏、風(fēng)電配儲能（熔鹽儲能電站），火（熱）電機(jī)組靈活改造以及綜合能源服務(wù)。

1、光熱、光伏、風(fēng)電配儲能

▋光熱領(lǐng)域

楊義表示，在這一部分，熔鹽儲能的第一個應(yīng)用場景在光熱領(lǐng)域或者沙戈荒這些大基地項(xiàng)目。

2021年底，國家發(fā)改委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于印發(fā)

2023年3月底，國家能源局發(fā)布《關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》，楊義指出，這其中有兩個非常直觀的數(shù)據(jù)：

第一，每年計劃新增開工規(guī)模達(dá)到300萬千瓦，簡單講就是30個100兆瓦的項(xiàng)目；

第二，原則上每10萬千瓦電站的鏡場面積不少于80萬平方米。

根據(jù)這兩個核心數(shù)據(jù)，楊義估算，在常見的光資源條件之下，一個100兆瓦的項(xiàng)目，配置80萬方的鏡場，其單項(xiàng)目熔鹽就是3萬噸左右了，其年均光熱領(lǐng)域或者大基地項(xiàng)目開發(fā)就在90萬噸/年。

以二元鹽進(jìn)行計算，目前已經(jīng)批復(fù)的項(xiàng)目風(fēng)光互補(bǔ)總計約3295兆瓦。

▋光熱作為基礎(chǔ)負(fù)荷，結(jié)合風(fēng)、光、儲獨(dú)立供電

第二個應(yīng)用場景是除大基地以外光熱作為基礎(chǔ)負(fù)荷，結(jié)合風(fēng)、光、儲合力供電，具體項(xiàng)目如近期的西藏鹽湖提鋰供能站。

▋光熱型熔鹽儲能電站

楊義介紹，光熱型熔鹽儲能電站即把光熱發(fā)電改造成一個類似于抽水蓄能或壓縮空氣儲能的一種儲能型熔鹽電站，是以電加熱裝置作為儲能輸入，以高溫熔鹽作為儲能介質(zhì)，以聚光集熱系統(tǒng)作為能量補(bǔ)充，以汽輪發(fā)電機(jī)組作為電能輸出的安全、高效和低成本的新型儲能電站技術(shù)。

這種技術(shù)的主要功能是儲能、調(diào)峰；主要特點(diǎn)是小鏡場、儲能規(guī)模大（GW級）、儲能時長長（4-12小時）、系統(tǒng)效率高，通過并聯(lián)配置多對熔鹽儲罐，可輕易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模（10GWh級）的儲能，對光伏的消納作用明顯。綜合性能可與抽水蓄能相當(dāng)，適宜建設(shè)為電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電側(cè)的大規(guī)模儲能電站或共享儲能電站。

▲光熱型熔鹽儲能電站與其他儲能方式特點(diǎn)對比

楊義表示，與抽水蓄能電站相比，光熱型熔鹽儲能電站有更高的效率提升空間、建設(shè)期更短，對地理?xiàng)l件要求更低，對周邊生態(tài)環(huán)境沒有負(fù)面影響，且不受季節(jié)性和區(qū)域性水資源條件的限制；與壓縮空氣儲能電站、飛輪儲能電站、電化學(xué)儲能相比，儲能電站規(guī)模更大，儲能時間、使用壽命更長，安全性較好，全生命周期環(huán)境污染更低，且無需加裝調(diào)相機(jī)即可提供轉(zhuǎn)動慣量與無功功率，能夠更好地保證電網(wǎng)的頻率和電壓穩(wěn)定。

2、火電靈活性改造

據(jù)楊義介紹，火電靈活性改造的目的包含以下幾個方面：

（1）超低負(fù)荷上網(wǎng)（最低零負(fù)荷）；

（2）顯著提升機(jī)組調(diào)頻性能；

（3）實(shí)現(xiàn)發(fā)電與供熱解耦，解決“以熱定電”的難題；

（4）大幅提高機(jī)組靈活性；

（5）市場規(guī)模：十四五期間2億kW——發(fā)改委能源局《全國煤電機(jī)組改造升級實(shí)施方案》；

（6）熔鹽需求量：840萬噸~1680萬噸（按照25%以下出力需要熔鹽儲能計算）。

他指出，常規(guī)的火（熱）電機(jī)組靈活改造方案有兩種：

▋現(xiàn)役火（熱）電機(jī)組靈活改造（抽汽蓄熱）

▲汽輪機(jī)前端嵌入高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)的火電機(jī)組工藝圖

該機(jī)組的特點(diǎn)是：（1）采用蒸汽熔鹽換熱系統(tǒng)，將多余蒸汽的能量儲存在熔鹽中，熔鹽儲熱系統(tǒng)布置在汽輪機(jī)前端；（2）可保持鍋爐在較高負(fù)荷運(yùn)行，汽輪機(jī)在較低負(fù)荷運(yùn)行，增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍，提高運(yùn)行靈活性；（3）實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)熱電解耦，能量梯級利用。

▋現(xiàn)役火（熱）電機(jī)組靈活改造（電加熱）

▲汽輪機(jī)后端嵌入高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)的火電機(jī)組工藝圖

該機(jī)組的特點(diǎn)是（1）采用電加熱器/高溫?zé)岜脤⑵啓C(jī)多余出力轉(zhuǎn)化為熱能儲存在熔鹽中，熔鹽儲熱系統(tǒng)布置在汽輪機(jī)后端；（2）增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍，提高運(yùn)行靈活性，實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰；（3）實(shí)現(xiàn)深度調(diào)峰，實(shí)現(xiàn)熱電解耦。

3、園區(qū)供能

楊義表示，熔鹽儲能本身儲能密度較高、供熱品位高、供熱工況穩(wěn)定可調(diào)、占地面積小，滿足大規(guī)模高品位工業(yè)蒸汽供應(yīng)以及熱電聯(lián)產(chǎn)需求，大規(guī)模工業(yè)園區(qū)清潔供熱的首選。

其市場規(guī)模：2022年工業(yè)蒸汽需求約為5.04億GJ，每年蒸汽需求增速約為3.6%；

熔鹽需求：至2030年，工業(yè)蒸汽年需求保守約6.69億GJ，如非谷電段所需蒸汽全部采用熔鹽儲能系統(tǒng)儲存供應(yīng)，則所需熔鹽量約360萬噸。

楊義指出，園區(qū)供能常見的方案是通過電加熱儲存棄風(fēng)棄光電或谷電，在平時通過蒸汽發(fā)熱系統(tǒng)提供蒸汽，高峰時也可以通過一個變壓機(jī)組，高峰頂?shù)臅r候頂峰發(fā)一下，或者為電網(wǎng)提供一部分的輔助服務(wù)，那么這個時候?qū)嶋H上它的經(jīng)濟(jì)性是否值得去上一個汽輪機(jī)，就需要進(jìn)行比選，因此他表示“我們建議是上網(wǎng)電價比較高的時候，上一個變壓汽輪機(jī)，但是如果上網(wǎng)電價比較低，我們不建議上汽輪機(jī)，可以采用低溫熔鹽降低一部分投資?！?/p>

▲園區(qū)供能（熱電聯(lián)供）

▲園區(qū)供能（提供蒸汽）

3、可勝技術(shù)在熔鹽領(lǐng)域的研究歷程

據(jù)楊義介紹，浙江可勝技術(shù)股份有限公司（原“浙江中控太陽能技術(shù)有限公司”）（簡稱“可勝技術(shù)”）成立于2010年，專注于塔式光熱發(fā)電及熔鹽儲能的技術(shù)研究、裝備研制與商業(yè)化推廣應(yīng)用。

公司可提供技術(shù)咨詢、技術(shù)方案、裝備供貨與集成、工程與技術(shù)服務(wù)及開發(fā)運(yùn)營等整體解決方案。

可勝技術(shù)目前的業(yè)務(wù)領(lǐng)域主要分為兩方面，一方面，基于熔鹽儲能的光熱發(fā)電以及多能互補(bǔ)發(fā)電領(lǐng)域，可用于風(fēng)電、光伏、光熱一體化等項(xiàng)目；另一方面，公司也在積極開拓一些基于熔鹽儲能的供汽、發(fā)電、供冷等綜合能源服務(wù)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，可用于在火熱電機(jī)組靈活性改造、園區(qū)清潔能源站等場景。

目前，可勝技術(shù)已經(jīng)申請了330項(xiàng)專利，其中239項(xiàng)是發(fā)明專利，獲得了5次省市級的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎，也獲得了SolarPACE技術(shù)創(chuàng)新獎，參與了30項(xiàng)國家級、省市級的科研項(xiàng)目，也參與了各類IEC、國標(biāo)一共30項(xiàng)，包括最近立項(xiàng)的國標(biāo)塔式太陽能光熱發(fā)電，熔鹽儲能系統(tǒng)的技術(shù)要求，也是由可勝技術(shù)牽頭制定。

可勝技術(shù)熔鹽儲能研發(fā)歷程到現(xiàn)在已有10年，主要經(jīng)歷了四個階段：

第一階段：2013年-2015年，杭州熔鹽試驗(yàn)裝置建成。

第二階段：2015-2016年，德令哈10MW熔鹽系統(tǒng)投運(yùn)，這是全國第一座帶儲能的塔式光熱電站。楊義表示，“實(shí)際上正是因?yàn)橛腥埯}儲能系統(tǒng)的存在，光熱發(fā)電才區(qū)別于其他的風(fēng)電和光伏等發(fā)電形式，是一個穩(wěn)定可以調(diào)度的能源，一個發(fā)電形式。

第三階段：2017-2019年，參加第一批國家光熱發(fā)電示范項(xiàng)目——青海中控德令哈50兆瓦光熱電站。

第四階段：2020年至今，深度參與多項(xiàng)熔鹽儲換熱相關(guān)新技術(shù)及設(shè)備的研究開發(fā)。