CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊:近年來,憑借建設(shè)周期短、使用壽命長、儲能容量大、占地面積小、安全性高、儲熱成本低、環(huán)境友好、適用范圍廣、電網(wǎng)友好等諸多特性與優(yōu)勢,熔鹽儲熱技術(shù)在多個領(lǐng)域的市場化拓展正在加速。
作為中國光熱發(fā)電行業(yè)的龍頭企業(yè),浙江可勝技術(shù)股份有限公司(簡稱可勝技術(shù))以太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究為基礎(chǔ),將業(yè)務(wù)逐步擴(kuò)展到了以熔鹽儲能為核心的綜合能源應(yīng)用領(lǐng)域,并形成一系列定制化解決方案。
在不久前閉幕的第四屆中國儲熱大會上,浙江可勝技術(shù)股份有限公司系統(tǒng)技術(shù)部經(jīng)理楊義做出題為《熔鹽儲熱技術(shù)的應(yīng)用》的演講,并介紹了熔鹽儲熱技術(shù)在光熱型熔鹽儲能電站、火(熱)電機(jī)組靈活性改造和綜合能源服務(wù)方面的應(yīng)用情況。
光熱熔鹽儲能電站
光熱型熔鹽儲能電站,其特征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)。

該技術(shù)的主要功能是儲能、調(diào)峰;主要特點是小鏡場、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技術(shù)特點對比
楊義表示,通過匹配熔鹽儲能可將不穩(wěn)定、不連續(xù)、不可調(diào)度的風(fēng)光資源轉(zhuǎn)化為連續(xù)、穩(wěn)定、可調(diào)度的能源。
此外,光熱型熔鹽儲能電站不受地理落差影響、不需要每年進(jìn)行補(bǔ)水,建設(shè)周期相比抽水蓄能短,運行周期達(dá)25~30年,相比電化學(xué)儲能來說壽命長且安全性高,沒有燃燒爆炸風(fēng)險。
同時,還有可選設(shè)備——熔鹽加熱爐。在我國三北地區(qū),以青海電網(wǎng)為例:青海電網(wǎng)裝機(jī)中,60%是風(fēng)電光伏。在陰天,風(fēng)電光伏發(fā)電不足,抽水蓄能和電池沒有電量充入,在用電高峰也發(fā)不出電。但是電網(wǎng)有嚴(yán)苛的用電保障率考核。該種情況下,通常只能備用一臺天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組,但燃機(jī)造價極高,對青海來說,燃機(jī)并不是優(yōu)選。而光熱型熔鹽儲能電站只需增加少量投資增設(shè)熔鹽加熱爐,就可以在無風(fēng)、陰天、冬季枯水期時發(fā)揮頂峰發(fā)電作用,可以完美補(bǔ)位空缺。
火電靈活性改造
據(jù)楊義介紹,將熔鹽儲熱技術(shù)應(yīng)用于火電靈活性改造可以使火電機(jī)組實現(xiàn)超低負(fù)荷上網(wǎng)(最低可實現(xiàn)零負(fù)荷);實現(xiàn)發(fā)電與供熱解耦,解決“以熱定電”的難題;顯著提升機(jī)組調(diào)頻性能;大幅提高機(jī)組靈活性。
按照發(fā)改委、能源局發(fā)布的《全國煤電機(jī)組改造升級實施方案》,十四五火電靈活性改造市場規(guī)模約2億kW左右。

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
改造思路1:采用蒸汽熔鹽換熱系統(tǒng),可以將火(熱)電機(jī)組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;改造后可保持鍋爐在較高負(fù)荷運行,汽輪機(jī)在較低負(fù)荷運行,增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍,提高運行靈活性;實現(xiàn)深度調(diào)峰,實現(xiàn)熱電解耦,能量梯級利用。

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
改造思路2: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;改造后可增大發(fā)電出力的調(diào)節(jié)范圍,提高運行靈活性,實現(xiàn)深度調(diào)峰;實現(xiàn)深度調(diào)峰,實現(xiàn)熱電解耦。
綜合能源服務(wù)(園區(qū)供能)
熔鹽儲能系統(tǒng)儲能密度高、供熱品位高、供熱工況穩(wěn)定可調(diào)、占地面積小,可滿足大規(guī)模高品位工業(yè)蒸汽供應(yīng)以及熱電聯(lián)產(chǎn)需求,是大規(guī)模工業(yè)園區(qū)清潔供熱的首選。按照相關(guān)測算,該市場規(guī)??蛇_(dá)55億噸蒸汽/年。
與電加熱器加裝在熔鹽系統(tǒng)中提供24小時穩(wěn)定蒸汽輸出的常規(guī)方案不同,可勝技術(shù)提供的方案是:通過在后方加裝一個小型背壓機(jī)組對電網(wǎng)提供頂尖峰、穩(wěn)定電網(wǎng)頻率和電壓支撐作用。

參考上圖,以某熱電廠利用熔鹽儲能替代化石燃料為例,按照可勝技術(shù)方案改造后系統(tǒng)可為周邊工業(yè)園區(qū)用戶提供以蒸汽和電能為主的綜合能源供應(yīng),在滿足供蒸汽需求的基礎(chǔ)上,在高峰電段和尖峰電段提供電能。在加裝的小型背壓機(jī)組不運行時,也可直接從蒸汽發(fā)生器的出口提供對應(yīng)的蒸汽。
