熔盐储能市场应用前景广阔
发布者:Catherine | 0评论 | 628查看 | 2024-08-20 17:18:33    

8月19日,熔盐储能产业发展论坛在内蒙古呼和浩特市召开,来自无机盐行业熔盐储能专业委员会及相关上下游领域的专家学者普遍认为,熔盐储能,未来市场应用前景广阔。


中国无机盐工业协会会长王孝峰介绍说,近年来,随着我国光热产业的崛起,促进了熔盐储能行业的迅速发展。硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠是典型的无机盐产品,这三种硝基型产品是熔盐产品的主要组分。熔盐产品的供应和应用,作为整个产业链的一环,起到重要作用。无机盐协会于2017年成立了熔盐储能专业委员会,目的就是形成行业合力,推动行业的可持续发展。


王孝峰指出,熔盐储能技术是国家鼓励发展的新型储能技术之一,相比其他储能技术,熔盐储能更适应大规模储能的需求。我国也出台了一系列相关政策,促进和鼓励储能项目开发建设。从2016年9月发布《关于建设太阳能(4.240,-0.11,-2.53%)热发电示范项目的通知》(20个项目入选首批光热发电示范项目名单,总装机约1.35GW)、2017年公布首批多能互补集成优化示范工程名单(涉及2个装机5万千瓦的光热发电项目),到2023年4月印发《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》等文件的发布,我国熔盐储能行业的发展,一直受到国家能源局的重视。


据不完全统计,截至2024年3月底,我国太阳能热发电累计装机容量588MW,其中并网光热电站570MW,累计熔盐使用量将近15万吨。每个百兆瓦级光热电站基本上都配置了8小时或以上熔盐储能系统,熔盐需求正在集中释放。就目前来看,能够达到熔盐级质量要求的硝酸盐产能有限,若全部项目都能够如期投产,则熔盐需求略显不足。王孝峰表示,要达到熔盐级的质量要求,要鼓励现有化肥级硝酸钾生产企业转型升级,提高产品纯度和质量,提高熔盐原料的产能,尤其是硝酸钾、硝酸钠和亚硝酸钠等关键组分。建立稳定的原材料供应渠道,保障生产的连续性和稳定性。积极建立标准和规范,规范行业发展,确保系统的可靠性和安全性,促进行业的可持续高质量发展。


华东理工大学教授、博导,资源与环境工程学院副院长孙泽介绍说,近年来,人工智能(AI)技术的发展给全社会带来了重大的冲击,各行各业都充分利用AI的先进性、高效性,实现本行业“人工智能+”,引领行业发展。除了互联网行业本身,金融、医疗、汽车等行业都已经深入开展了本行业的人工智能化。


孙泽指出,熔盐储能,是最有发展前途的长时、大规模储能技术之一,但是,熔盐高温、强腐蚀、带电离子特殊微观结构等性质,限制了新型高性能熔盐体系的设计与开发。传统的研究方法包括实验试错、相图计算、分子级别设计等,但实验试错法由于熔盐实验的高温、腐蚀性而推进困难,且需要耗费大量的时间和经济成本;相图计算法则受限于材料的热力学参数,且需要对每个熔盐体系都单独进行计算,同时也难以进行四元、五元等复杂熔盐体系的计算而难以推广;分子动力学方法则着重于探究熔盐微观结构与性质之间的关系,受限于计算资源与计算尺度,直接进行熔盐体系设计存在困难。


孙泽认为,将人工智能引入新型高性能高温熔盐体系的设计与开发,实现数据驱动的人工智能设计新型熔盐体系。“人工智能+熔盐体系设计”可以克服传统研究方法的耗时、低效率的缺点,实现数据到结果的直接跨越,颠覆行业研究范式,可以成倍、成十倍提高熔盐体系设计开发效率,将促使整个熔盐行业的颠覆性变革。“人工智能+熔盐体系设计”的实现,也必将为其他工业体系提供强有力的引领和示范作用,实现每一个行业的颠覆性发展。


中国科学院过程工程研究所副研究员钟莉分析指出,作为一种新兴的长时储能方式熔盐储能,在新型储能赛道上具有明显优势,一是储能规模大,熔盐储热规模通常在几十兆瓦到几百兆瓦之间,例如甘肃省金昌市高温熔盐储能绿色调峰电站储能规模达到600MW/3600MWh。二是储能时间长,熔盐储能可以实现单日10小时以上的储热能力,敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站的熔盐储热时间可以达到11个小时。三是寿命长,熔盐储热项目寿命在25年左右,高于电化学储能寿命。


当前,熔盐储能面临着高温腐蚀问题、热效率与储能密度问题、系统安全性等三方面挑战。一方面熔盐在高温下具有强烈的腐蚀性,对储存设备和管道的材料选择提出了严峻挑战,需要进一步研发更耐腐蚀、高温稳定性更好的材料来适应熔盐的储存、使用和输送,且以熔盐为工质的相关设备缺乏完善的制造标准和规范。另一方面虽然熔盐储热技术具有较高的热效率,但在储能密度方面仍存在提升空间,进一步提高储能密度有助于减少储能系统的体积和成本,促进其在更广泛领域的应用。此外,熔盐储热系统在高温下长时间运行,一旦发生故障或泄漏,可能引发安全事故。如何提高系统安全性和可靠性,防止熔盐泄漏,是该技术亟待解决的问题。


钟莉指出,为应对以上问题,熔盐储能未来发展还有很多研究工作亟待开展。新材料和设备升级、储能密度提升、智能化与安全监控、应用场景拓展是熔盐储能未来发展趋势与研究方向。要从源头纯化和末端纯化两方面同时着手应对。完善熔盐储热系统的智能化监测控制系统,以提高熔盐储热系统的稳定性和寿命。要通过优化熔盐的成分和配方,以及改进储热系统的设计,提高熔盐储热技术的储能密度,满足更多应用场景需求。要借助先进传感技术和人工智能算法,实现熔盐储热系统的智能化监控和安全预警,确保系统安全稳定运行。熔盐储能系统的在线监测、纯化与回收循环利用对保障熔盐储能系统全生命周期更安全、更长期运行具有重要作用。

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