據德國化工(gong)企業巴斯夫(fu)(BASF)發布(bu)消息稱(cheng),該公(gong)司已于(yu)2019年(nian)初與上海電(dian)氣(qi)簽訂合作協議,將(jiang)(jiang)為迪拜950MW光熱(re)光伏太(tai)陽能發電(dian)項目(mu)(Noor Energy1)中塔(ta)式光熱(re)電(dian)站獨家提(ti)供優質的(de)硝酸鈉產(chan)品(pin)。總(zong)計約10萬噸的(de)無機鹽將(jiang)(jiang)在位于(yu)德國路德維希港(gang)(Ludwigshafen)的(de)巴斯夫(fu)工(gong)廠進行生產(chan),并(bing)在合同簽訂三年(nian)內將(jiang)(jiang)運(yun)往迪拜項目(mu)現場(chang)。
迪(di)拜長期以來是世界人均用水(shui)和(he)電力(li)消耗最(zui)高的(de)(de)(de)城市(shi)之一(yi)。但(dan)是,在過去的(de)(de)(de)幾年(nian)中,波(bo)斯灣上的(de)(de)(de)這座城市(shi)為減少能(neng)耗而付出了(le)巨大(da)的(de)(de)(de)努(nu)力(li),大(da)舉(ju)開(kai)發新能(neng)源電力(li)潛能(neng),更是設立了(le)到2050年(nian)確保迪(di)拜75%的(de)(de)(de)電力(li)需(xu)求來自可再生能(neng)源的(de)(de)(de)目(mu)標。
Noor Energy1項目(mu)便標志著朝著實現這一(yi)目(mu)標邁出了重(zhong)要一(yi)步。Noor Energy 1光熱光伏混(hun)合(he)發電(dian)項目(mu)由(you)3個(ge)裝機為(wei)200MW的槽式電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)、1個(ge)裝機為(wei)100MW的塔式電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)及1個(ge)250MW光伏電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)組成,是全球迄今為(wei)止規模最大的光熱光伏混(hun)合(he)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)。
鹽的純度對光熱電站起著至關重要的作用
作為全球最大(da)的化(hua)(hua)工(gong)廠之(zhi)(zhi)一(yi),巴斯夫也是為數不多可以化(hua)(hua)學生產(chan)(chan)硝酸鈉的公司之(zhi)(zhi)一(yi)。使用化(hua)(hua)學方法(fa)生產(chan)(chan)的鹽(yan)最大(da)的優點在(zai)于它的高(gao)純度(du):鹽(yan)中的鎂或氯(lv)殘留物(wu)越少,就越適(shi)用于光熱(re)電站儲熱(re)系(xi)統。
光(guang)熱(re)電站中通常采用二元(yuan)熔(rong)融鹽(60%硝酸鈉+40%硝酸鉀)作為(wei)儲熱(re)介質(zhi),尤其在諸如(ru)Noor Energy 1中大型塔(ta)式電站應(ying)用上,成(cheng)千(qian)上萬面(mian)反射鏡反射陽光(guang)集中至(zhi)高(gao)達260米的中央吸(xi)熱(re)器,產(chan)生的溫度(du)可(ke)高(gao)達1000攝氏度(du)。
對于鹽的(de)(de)純度為何(he)對光(guang)熱電站(zhan)如此(ci)重要,巴(ba)斯夫無(wu)機材料銷售經理Manuel Altarriba解釋說,“經過高溫加熱,液化硝酸鈉中的(de)(de)雜質會(hui)導致部分分解為亞硝酸鈉以及鎂或氯化物等,這些(xie)分解產物反過來會(hui)通過腐(fu)蝕(shi)和沉積物的(de)(de)形(xing)成而對電站(zhan)造成損(sun)害。鹽中的(de)(de)雜質越多,對光(guang)熱電站(zhan)所造成的(de)(de)損(sun)害就會(hui)越大。”
“我(wo)們(men)制定(ding)了(le)(le)嚴格的質量控制程序,并在實驗(yan)室(shi)中進行了(le)(le)密網抽樣,以確保對(dui)整個交貨量進行全(quan)面的質量保證。”
巴斯夫已研發新型仿真工具保證光熱電站熔融鹽穩定性
此外,為了(le)幫助(zhu)包(bao)括儲熱系統在(zai)內的光熱電站可以長期穩定安全(quan)的運行,巴斯(si)夫(fu)開(kai)發(fa)了(le)一種(zhong)新(xin)的軟件解(jie)決方案,該工(gong)具專注于控制儲熱介質(即熔融鹽)的穩定性,包(bao)括對氣體排放的模(mo)擬、設(she)備腐蝕以及電站壽(shou)命的估算。
“在過(guo)去(qu)的(de)(de)幾年中(zhong),巴(ba)斯夫(fu)深(shen)入(ru)研究(jiu)了高(gao)溫(wen)(wen)下熔融(rong)鹽的(de)(de)化學反應和(he)平衡。我們(men)現在已經(jing)將這(zhe)些知識(shi)整合到(dao)軟(ruan)件解決方案中(zhong),并(bing)將其應用(yong)于(yu)光熱發電(dian)(dian)行(xing)業(ye)。”巴(ba)斯夫(fu)流(liu)程(cheng)開(kai)發研究(jiu)工程(cheng)師Christian Schütz說,“高(gao)溫(wen)(wen)的(de)(de)優勢在于(yu),相同(tong)體積的(de)(de)鹽可以(yi)吸收更多(duo)(duo)的(de)(de)能量(liang),而將蒸汽轉化為電(dian)(dian)能的(de)(de)循環過(guo)程(cheng)的(de)(de)效率也隨溫(wen)(wen)度(du)而提(ti)高(gao)。基本上,這(zhe)意味著溫(wen)(wen)度(du)越(yue)高(gao),存儲的(de)(de)熱量(liang)就(jiu)越(yue)多(duo)(duo),產生的(de)(de)能量(liang)就(jiu)越(yue)多(duo)(duo)。”
“但是,在400°C以上,鹽中的(de)(de)(de)(de)不(bu)同反應會(hui)變得明顯。例如(ru),硝酸鹽和亞(ya)硝酸鈉的(de)(de)(de)(de)平衡會(hui)發生變化(hua),鹽的(de)(de)(de)(de)各個(ge)成分(fen)在較高的(de)(de)(de)(de)溫度(du)下會(hui)分(fen)解,從而(er)釋放出不(bu)同類(lei)型的(de)(de)(de)(de)氣體(ti)。氣體(ti)的(de)(de)(de)(de)損(sun)失轉化(hua)為鹽的(de)(de)(de)(de)損(sun)失。在第一(yi)次加熱并(bing)開始鹽融化(hua)過程時,這一(yi)點尤(you)其明顯。巴斯(si)夫的(de)(de)(de)(de)新型仿真工具(ju)可通過調(diao)節溫度(du)或添加劑(ji)等參數來預測(ce)和抵(di)消質(zhi)量損(sun)失。”
Schütz補充說:“當鹽在高溫下與金屬反(fan)應(ying)時,該工(gong)具的另一個功能是(shi)計算電站(zhan)部件(jian)的腐蝕速率(lv)。由于腐蝕速率(lv)直(zhi)接影響電站(zhan)的使(shi)用壽(shou)命,該工(gong)具還可以用于提供有關(guan)電站(zhan)預計壽(shou)命的信息。”
“我(wo)們的(de)(de)仿(fang)真工具(ju)的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是控制(zhi)鹽的(de)(de)穩定性,以(yi)使(shi)其有效且盡(jin)可能長(chang)時間地運行(xing),”巴斯夫無(wu)機技術部門數字專家Erik Wiegert強(qiang)調說,“除了在(zai)(zai)已經運行(xing)的(de)(de)電站中提供(gong)附加值外(wai),我(wo)們還(huan)可以(yi)使(shi)用該工具(ju)將鹽相關的(de)(de)專業(ye)知識(shi)提供(gong)給(gei)開發商,幫助其在(zai)(zai)設計(ji)新的(de)(de)電站時進行(xing)使(shi)用。”