在建光热熔盐储能项目28个、累计装机达2.85GW;一批熔盐储热技术在火电灵活性改造等新领域的应用示范项目纷纷落地并陆续启动建设……2023年,熔盐储能风光再现!
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光热熔盐储能大爆发
作为长时储能的一个重要分支,熔盐储能的特性使其应用范围广阔,目前最成熟的当推其在光热发电领域的应用。
目前国内已投运的光热熔盐储能项目装机容量达500MW,应用于商业化光热电站中的熔盐储热系统最长储热时长高达15小时。
▲已投运光热型熔盐储能项目
2023年,光热发电行业掀起新一轮发展热潮,与其黄金搭档的熔盐储能也开始爆发式增长。除了已投运的项目外,目前正在推进的光热发电项目中,全部配置了熔盐储能系统,累计装机达2.85GW。
▲在建光热熔盐储能项目
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新市场的新应用
除光热发电领域外,熔盐储能在供暖、供蒸汽、火电机组灵活改造等领域的竞争优势日益凸显。
在用户侧供热领域,2022年10月20日,浙江省最大的用户侧熔盐储能项目——绍兴绿电熔盐储能示范项目在绍兴柯桥区天实低碳产业园正式产汽。
在火电灵活性改造市场,2022年12月15日,由江苏国信靖江发电有限公司联合西安热工研究院自主研发,全球首个与煤电耦合的熔盐储热调频调峰示范工程投运,引发广泛关注。
▲已投运熔盐储热项目(非光热发电)
2023年,更多类似的相关项目陆续启动建设,如下表所示:
▲在建其他熔盐储热项目(非光热发电)
(注:有些项目已经规划但未有公开推进建设消息,故未列入)
值得一提的是,2023年12月6日,世界首座电热熔盐储能注汽试验站在中国石油辽河油田竣工投产,这是首次将电热熔盐技术应用于油田生产注汽系统。通过独创研制的蒸汽发生系统将油田回用软化污水与高温熔盐换热产生额定8MPa、295℃、干度80%的湿饱和蒸汽直接用于油田注汽生产,有效减少能量过程损耗,综合效率从熔盐储能发电系统的35%提高到90%以上,是突破该领域技术应用场景的一次全新尝试。
在压缩空气储能领域,熔盐储热技术也开始进行示范实践,2022年9月28日,山东泰安350MW盐穴压缩空气储能示范工程开工,首次采用低熔点熔融盐高温绝热压缩技术。未来,更多的压缩空气储能项目也将采用熔盐储热技术提高系统效率。
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技术上的显著进展
2023年,熔盐储能技术进一步发展,主要体现在两个方面:1、低熔点宽温熔盐技术;2、熔盐电加热器。
目前二元混合硝酸盐的熔点约在220摄氏度,在系统中作为液体循环。但是这个熔点相对较高,在熔盐循环过程中容易发生“冻管”,导致系统失效。
2022年,科技部对“十四五”国家重点研发计划“储能与智能电网技术”重点专项2022年度项目申报指南征求意见中明确:研究低熔点、宽温域、高温大容量熔盐储热关键技术。
2023年2月,国家重点研发计划“宽液体温域高温熔盐储热技术”项目启动,该项目由北京工业大学牵头,联合中国科学院工程热物理研究所、华南理工大学、浙江可胜技术股份有限公司、西安热工研究院、西安交通大学、华北电力大学、河北工业大学、蓝星(北京)化工机械有限公司,浙江高晟光热发电研究院等9家单位共同承担。
项目针对我国实现“碳中和、碳达峰”和“高比例可再生能源”战略目标迫切需要大容量长时储能技术,突破宽液体温域高温熔盐储热系统优化设计、低熔点高分解温度低成本低腐蚀性的混合熔盐材料、大容量高温熔盐储罐及其地基、高温高压大温差熔盐换热器、高电压熔盐电加热器、系统集成与控制等关键技术,完成10MWh高温熔盐储热系统工程验证和工程示范。
2023年10月20日,百川光热联合北京工业大学共同创建“熔盐储能传热产教融合创新平台”,该平台旨在集成百川光热高性能反射镜和北工大“低熔点宽液体温域”熔盐应用技术优势,研发新一代光热发电和热利用系统解决方案。
2023年12月,由中国能建数科集团联合北京工业大学共同研发,杭州华源前线能源设备有限公司承担建设的“低熔点混合熔盐中试平台”通过专家评审,作为“中国能建300MW级压缩空气储能电站系统解决方案”的硬核技术,将助力压缩空气储能系统转换效率有效提升。
电加热器是熔盐储热系统的关键设备之一,兼具低成本、可实施性的高电压等级熔盐电加热器是推动熔盐储热整体成本削减的重要影响因素。
2023年11月30日,西安慧金科技有限公司10kV/10MW高电压大功率熔盐储能电加热装置出厂,该装置采用了国际首创的直连高压电网大流量流体高效感应加热技术,是流体电加热领域的重大突破。据悉,该装置将应用于玉门“光热储能+光伏+风电”示范项目10万千瓦光热储能工程,这也是该装置在储能领域的首台套应用,将实现熔盐电储热领域重大革新,加快熔盐储能在谷电工业蒸汽供应、新能源储能调峰领域的工业化应用。