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在6月13日于浙江杭州召開(kāi)的2023中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第十屆年會(huì)上，來(lái)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(chǔ)能系統(tǒng)的多場(chǎng)景應(yīng)用及經(jīng)濟(jì)性分析》作主題演講，重點(diǎn)對(duì)熔鹽儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景及未來(lái)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(chǔ)能介紹

楊義首先對(duì)熔鹽的三大能量來(lái)源進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹：

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

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

第三類，光熱場(chǎng)景下，通過(guò)光熱鏡場(chǎng)進(jìn)行能量的輻射能收集?！澳芰枯敵鲂问街饕卜譃閹最?，如果要發(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(méi)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(lái)源和能量的輸出?！?/p>

他將熔鹽儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)歸納為以下10條：

（1）建設(shè)周期短：建設(shè)周期約為8~10個(gè)月（不含汽輪機(jī)）；12-18個(gè)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(zhǎng)期穩(wěn)定安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；通過(guò)圍堰等預(yù)防措施即可完全排除高溫熔鹽泄露的風(fēng)險(xiǎn)；

（3）環(huán)境友好：熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)的制造和運(yùn)行對(duì)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(wú)功功率和轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)等多種輔助服務(wù)；

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

（7）儲(chǔ)熱成本低：?jiǎn)挝籯Wh儲(chǔ)熱成本約150-250元/kWh；

（8）純物理變化：全流程無(wú)爆炸、燃燒等風(fēng)險(xiǎn)；

（9）儲(chǔ)能容量大：可實(shí)現(xiàn)MWh-10GWh大范圍、大容量?jī)?chǔ)能；

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

2、熔鹽儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景及展望

楊義將熔鹽儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景主要概括為三個(gè)方面，分別是光熱、光伏、風(fēng)電配儲(chǔ)能（熔鹽儲(chǔ)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(chǔ)能

▋光熱領(lǐng)域

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

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

2023年3月底，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于推動(dòng)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(gè)非常直觀的數(shù)據(jù)：

第一，每年計(jì)劃新增開(kāi)工規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)千瓦，簡(jiǎn)單講就是30個(gè)100兆瓦的項(xiàng)目；

第二，原則上每10萬(wàn)千瓦電站的鏡場(chǎng)面積不少于80萬(wàn)平方米。

根據(jù)這兩個(gè)核心數(shù)據(jù)，楊義估算，在常見(jiàn)的光資源條件之下，一個(gè)100兆瓦的項(xiàng)目，配置80萬(wàn)方的鏡場(chǎng)，其單項(xiàng)目熔鹽就是3萬(wàn)噸左右了，其年均光熱領(lǐng)域或者大基地項(xiàng)目開(kāi)發(fā)就在90萬(wàn)噸/年。

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

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

第二個(gè)應(yīng)用場(chǎng)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(chǔ)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(chǔ)能電站

楊義介紹，光熱型熔鹽儲(chǔ)能電站即把光熱發(fā)電改造成一個(gè)類似于抽水蓄能或壓縮空氣儲(chǔ)能的一種儲(chǔ)能型熔鹽電站，是以電加熱裝置作為儲(chǔ)能輸入，以高溫熔鹽作為儲(chǔ)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(chǔ)能電站技術(shù)。

這種技術(shù)的主要功能是儲(chǔ)能、調(diào)峰；主要特點(diǎn)是小鏡場(chǎng)、儲(chǔ)能規(guī)模大（GW級(jí)）、儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)長(zhǎng)（4-12小時(shí)）、系統(tǒng)效率高，通過(guò)并聯(lián)配置多對(duì)熔鹽儲(chǔ)罐，可輕易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模（10GWh級(jí)）的儲(chǔ)能，對(duì)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(chǔ)能電站或共享儲(chǔ)能電站。

▲光熱型熔鹽儲(chǔ)能電站與其他儲(chǔ)能方式特點(diǎn)對(duì)比

楊義表示，與抽水蓄能電站相比，光熱型熔鹽儲(chǔ)能電站有更高的效率提升空間、建設(shè)期更短，對(duì)地理?xiàng)l件要求更低，對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境沒(méi)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(chǔ)能電站、飛輪儲(chǔ)能電站、電化學(xué)儲(chǔ)能相比，儲(chǔ)能電站規(guī)模更大，儲(chǔ)能時(shí)間、使用壽命更長(zhǎng)，安全性較好，全生命周期環(huán)境污染更低，且無(wú)需加裝調(diào)相機(jī)即可提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與無(wú)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(gè)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(chǎng)規(guī)模：十四五期間2億kW——發(fā)改委能源局《全國(guó)煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》；

（6）熔鹽需求量：840萬(wàn)噸~1680萬(wàn)噸（按照25%以下出力需要熔鹽儲(chǔ)能計(jì)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(chǔ)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?jī)?chǔ)存在熔鹽中，熔鹽儲(chǔ)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(jí)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(chǔ)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(chǔ)存在熔鹽中，熔鹽儲(chǔ)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(chǔ)能本身儲(chǔ)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(chǎng)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(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存供應(yīng)，則所需熔鹽量約360萬(wàn)噸。

楊義指出，園區(qū)供能常見(jiàn)的方案是通過(guò)電加熱儲(chǔ)存棄風(fēng)棄光電或谷電，在平時(shí)通過(guò)蒸汽發(fā)熱系統(tǒng)提供蒸汽，高峰時(shí)也可以通過(guò)一個(gè)變壓機(jī)組，高峰頂?shù)臅r(shí)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(gè)時(shí)候?qū)嶋H上它的經(jīng)濟(jì)性是否值得去上一個(gè)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(jià)比較高的時(shí)候，上一個(gè)變壓汽輪機(jī)，但是如果上網(wǎng)電價(jià)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。”

▲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(yáng)能技術(shù)有限公司”）（簡(jiǎn)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(chǔ)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(kāi)發(fā)運(yùn)營(yíng)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(chǔ)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(kāi)拓一些基于熔鹽儲(chǔ)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(chǎng)景。

目前，可勝技術(shù)已經(jīng)申請(qǐng)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(jí)的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)，也獲得了SolarPACE技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)，參與了30項(xiàng)國(guó)家級(jí)、省市級(jí)的科研項(xiàng)目，也參與了各類IEC、國(guó)標(biāo)一共30項(xiàng)，包括最近立項(xiàng)的國(guó)標(biāo)塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電，熔鹽儲(chǔ)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(chǔ)能研發(fā)歷程到現(xiàn)在已有10年，主要經(jīng)歷了四個(gè)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(guó)第一座帶儲(chǔ)能的塔式光熱電站。楊義表示，“實(shí)際上正是因?yàn)橛腥埯}儲(chǔ)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(gè)穩(wěn)定可以調(diào)度的能源，一個(gè)發(fā)電形式。

第三階段：2017-2019年，參加第一批國(guó)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(chǔ)換熱相關(guān)新技術(shù)及設(shè)備的研究開(kāi)發(fā)。