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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：以煤電為代表的化石燃料發(fā)電廠正在走向衰亡，大量工人面臨失業(yè)，采用儲熱技術與傳統(tǒng)電廠結合，是否能為其延續(xù)壽命？

CSPPLAZA此前發(fā)布的一篇題為《燃煤電廠或可借儲熱型光熱發(fā)電技術“延年益壽”》的報道，介紹了全球領先的光熱發(fā)電技術供應商西班牙Abengoa公司和德國工程咨詢公司SolEngCo等相關光熱企業(yè)正在密切關注和探索儲熱型光熱發(fā)電技術在落后燃煤電廠改造中的應用潛力和市場機遇。

無獨有偶，來自澳大利亞紐卡斯爾大學的科學家們也在積極嘗試用儲熱技術來拯救面臨淘汰危機的化石燃料電站，目前他們已成功研發(fā)出一種名為MGA的新型儲熱材料，有望為傳統(tǒng)的化石燃料電站賦予新生命，使它們可以實現(xiàn)無排放“綠色運行”。

圖：研究人員Alex Post和Erich Kisi

去年，研發(fā)人員還專門成立了MGA Thermal公司，致力于推進該技術走向商業(yè)化并應用于實際項目。

儲能技術的重要性正日益凸顯

隨著可再生能源的大規(guī)模部署，儲能技術已越來越受到人類的重視。

因為太陽能和風能等主要的可再生能源均為間歇性能源，能量的生產(chǎn)與輸送并不連續(xù)穩(wěn)定，因此若要實現(xiàn)100%使用可再生能源就必須借助儲能技術，使多余的能量及時儲存并在需要時釋放。

目前鋰電池蓄電技術價格相對昂貴，且只能用于短期能量儲存。抽水蓄能可以實現(xiàn)更長時間的能量儲存，但卻有較大的廠址局限性，只能在特定條件的地區(qū)建設。

因此，我們需要一種既經(jīng)濟又普遍適用的儲能方案，能夠大規(guī)模推廣且可以在晚上用電高峰提供6-8個小時的可調度電力。

MGA蓄熱單元可以儲存1整天甚至長達1周的能量，這便可以填補蓄電池和抽蓄電站之間中等儲能時長的“技術空白”，并可以在需要時調度間歇性的可再生能源。

可像積木一樣堆疊和組合，安全可回收

MGA是一種混色間隙合金，這種新型材料可被制成磚塊等固定形狀形成蓄熱單元，而太陽能和風能等可再生能源在高峰時產(chǎn)生的多余能量可以被轉化成熱量并儲存在上述蓄熱單元中，待需要時這些熱量可以作為煤炭等化石燃料的替代品，與水換熱生產(chǎn)水蒸氣進而推動汽輪機發(fā)電，并實現(xiàn)零排放。

這些蓄熱單元可以像積木一樣堆疊和組合，可以靈活增加或減少，以滿足發(fā)電量或熱量的需求變化。

了解MGA蓄熱模塊加工全過程可觀看如下視頻：

此外，研究人員表示，與某些其它燃料不同的是，MGA模塊安全且無毒，沒有爆炸或泄露的風險。

同時，MGA模塊的使用壽命預計為25-30年，之后還可以進行回收。被回收的模塊可以被很容易的分成單獨的材料然后重新再被加工成MGA模塊，也可以作為其他用途的原材料進行使用。

MGA技術改造燃煤電站可實現(xiàn)“雙贏”

按照研發(fā)團隊設想，利用MGA模塊改造已退役或即將退役的燃煤電廠，可以助力人類社會平滑過渡到可再生能源時代。

欲詳細了解可觀看如下視頻：

在未來的二十年中，包括澳大利亞在內(nèi)的全球很多國家的燃煤電廠都將退役或被停用，MGA Thermal公司希望通過MGA蓄熱新技術來對這些燃煤電站進行改造并延續(xù)它們的運行壽命，從而使這些電站得以保存并繼續(xù)保留雇員的工作崗位。

據(jù)研發(fā)人員介紹，目前開發(fā)出的MGA儲熱模塊尺寸為20cm x 20cm x 16cm，由金屬混合物組成，在被加熱時有一些成分會熔化發(fā)生相變，有一些則不會。就像一塊放在微波爐里加熱的碎松餅一樣，由蛋糕和巧克力屑制成的松餅在加熱時巧克力屑會熔化，但蛋糕卻不會熔化且可以保持原有形狀。

運行時，這些像積木一樣的MGA模塊一方面能夠儲存能量，另一方面可以將水加熱來生產(chǎn)蒸汽。燃煤電站需要完成的改造工作其實很簡單，將原有的鍋爐拆除利用MGA儲熱模塊替代即可。MGA與水換熱所生產(chǎn)的蒸汽可以驅動渦輪和發(fā)電機發(fā)電，既可以替代燃煤提供熱量又沒有任何污染和排放。

談到如何與水換熱來生產(chǎn)蒸汽？研發(fā)人員介紹，設計時可以將MGA模塊內(nèi)部預留管道，通過管道將水泵入其中來實現(xiàn)換熱。另外，也可以采用MGA模塊與專用熱交換器直接接觸換熱。

MGA Thermal的聯(lián)合創(chuàng)始人Erich Kisi教授表示：“燃煤電廠的排放是導致全球變暖的單一最大溫室氣體來源，燃煤電廠轉型是一種雙贏的方式，既能提供清潔的基荷電力，又能避免電廠關閉造成的就業(yè)崗位流失。”

試點生產(chǎn)工廠將于明年下半年投運

今年7月份，MGA Thermal公司獲得了澳大利亞聯(lián)邦工業(yè)創(chuàng)新和科學部495000澳元的資助，該筆資金將用于在新南威爾士州紐卡斯爾建設一座試點生產(chǎn)工廠，該項目將于明年下半年投入運行，旨在大規(guī)模生產(chǎn)出具備價格競爭力的、可應用于大型商業(yè)化項目的MGA模塊。

此外，MGA Thermal公司還與瑞士公司E2S Power AG達成合作，將在歐洲燃煤發(fā)電行業(yè)測試該技術。從明年開始，他們將一起利用MGA技術來對部分燃煤電廠進行改造，并進一步驗證該技術在實際應用中的經(jīng)濟性。

據(jù)研發(fā)人員介紹，從實驗室測試結果來看，與鋰電池儲能技術相比，MGA的儲能成本要低很多。

目前鋰離子電池的儲能成本約為200澳元/kWh，如果考慮入網(wǎng)成本則會進一步增加。而MGA Thermal公司試點工廠的建設目標是：包含所有附屬基礎設施的條件下整個系統(tǒng)可以實現(xiàn)50澳元/kWh的儲能成本。

不過，MGA Thermal公司也清醒地認識到MGA蓄熱材料的短板：響應時間要比蓄電池慢得多。蓄電池的響應時間可以以毫秒來計算，在扮演短時調峰或承擔高峰電力供應方面具有較大優(yōu)勢。反觀MGA技術的響應時間則要超過15分鐘，但是它的存儲容量會更大一些。

研究人員認為，在具備條件的情況下，將蓄電池、MGA模塊和抽蓄這三種方式有機組合起來就可以既滿足大規(guī)模儲能的需要，又可以針對可再生能源的波動性進行快速響應。

與任何新技術一樣，MGA模塊儲能技術必須經(jīng)過財務方面的證明，才能被行業(yè)接受并廣泛應用于商業(yè)化項目。隨著試點生產(chǎn)工廠的建設和實際應用測試的穩(wěn)步推進，該技術的首次全面展示即將到來。一旦成功，該技術將使燃煤電廠實現(xiàn)清潔化運營，并為這些電廠工人的未來帶來希望。