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CSPPLAZA光熱發電網訊：以煤電為代表的化(hua)石燃料(liao)發電廠(chang)正在走向(xiang)衰亡，大量(liang)工人面(mian)臨失(shi)業，采用儲熱技術與傳統電廠(chang)結合(he)，是否能為其(qi)延續(xu)壽命？

CSPPLAZA此前發布的一篇題為《燃煤電廠或可借儲熱型光熱發電技術“延年益壽”》的(de)報道，介紹了全(quan)球領(ling)先(xian)的(de)光熱發電(dian)技術(shu)供應商西班(ban)牙(ya)Abengoa公(gong)司(si)和(he)德(de)國(guo)工程咨詢(xun)公(gong)司(si)SolEngCo等(deng)相(xiang)關(guan)光熱企業(ye)正在密切(qie)關(guan)注和(he)探索儲(chu)熱型光熱發電(dian)技術(shu)在落后燃煤(mei)電(dian)廠改造中的(de)應用潛力和(he)市(shi)場機遇(yu)。

無獨有偶，來自澳大(da)利亞紐卡斯爾大(da)學(xue)(xue)的(de)科學(xue)(xue)家們也在積極嘗試用(yong)儲(chu)熱技術(shu)來拯救面(mian)臨淘汰危機的(de)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)站(zhan)，目前(qian)他們已(yi)成功(gong)研(yan)發出一種(zhong)名為MGA的(de)新型儲(chu)熱材料(liao)，有望為傳統的(de)化(hua)石(shi)燃(ran)料(liao)電(dian)站(zhan)賦予新生命，使它們可以(yi)實現(xian)無排放“綠色運(yun)行”。

圖：研(yan)究人員Alex Post和Erich Kisi

去(qu)年，研發人員還專(zhuan)門成立了(le)MGA Thermal公司，致力(li)于推進(jin)該技術走向商業化(hua)并應(ying)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(neng)源的(de)大規模部(bu)署(shu)，儲能(neng)技術已越來越受到人類的(de)重視(shi)。

因(yin)(yin)為太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)和風(feng)能(neng)(neng)(neng)等主(zhu)要(yao)的(de)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)均為間歇性能(neng)(neng)(neng)源(yuan)，能(neng)(neng)(neng)量的(de)生產與輸送并不連續穩定，因(yin)(yin)此(ci)若(ruo)要(yao)實現100%使用(yong)可再生能(neng)(neng)(neng)源(yuan)就(jiu)必須借助儲能(neng)(neng)(neng)技術，使多(duo)余的(de)能(neng)(neng)(neng)量及(ji)時(shi)儲存(cun)并在需要(yao)時(shi)釋放。

目前鋰電池蓄電技(ji)術價格相對昂(ang)貴，且只能(neng)用于(yu)短期能(neng)量儲(chu)存(cun)。抽水蓄能(neng)可以實現(xian)更長時間的能(neng)量儲(chu)存(cun)，但(dan)卻有較大的廠址局限性，只能(neng)在特(te)定(ding)條件的地區建設。

因此，我們需要一種(zhong)既經濟又普(pu)遍(bian)適用(yong)的(de)儲(chu)能方案，能夠大規模推廣且可以在晚上用(yong)電(dian)高(gao)峰(feng)提(ti)供6-8個小(xiao)時的(de)可調度電(dian)力。

MGA蓄(xu)熱單元可以儲存(cun)1整(zheng)天甚(shen)至長達1周的能量，這便可以填(tian)補(bu)蓄(xu)電池和抽蓄(xu)電站之間中等儲能時(shi)長的“技術空(kong)白(bai)”，并可以在需要時(shi)調度(du)間歇性的可再生(sheng)能源。

可像積木一樣堆疊和組合，安全可回收

MGA是一(yi)種混(hun)色間隙合金，這(zhe)種新(xin)型材料(liao)可(ke)被制成磚塊等固定形狀(zhuang)形成蓄(xu)熱(re)單(dan)元，而太陽能和風能等可(ke)再(zai)生(sheng)(sheng)能源(yuan)在(zai)高峰時產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)多余能量(liang)可(ke)以被轉化(hua)成熱(re)量(liang)并儲(chu)存在(zai)上述蓄(xu)熱(re)單(dan)元中，待需要時這(zhe)些(xie)熱(re)量(liang)可(ke)以作為煤炭等化(hua)石燃料(liao)的(de)替(ti)代(dai)品，與水(shui)(shui)換熱(re)生(sheng)(sheng)產(chan)水(shui)(shui)蒸氣進(jin)而推動汽(qi)輪(lun)機發電(dian)，并實現零(ling)排放(fang)。

這些蓄熱單元(yuan)可(ke)以像積木一樣堆(dui)疊和組(zu)合，可(ke)以靈活增加(jia)或減少，以滿足(zu)發電(dian)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(xie)其(qi)它燃料不同的是，MGA模塊(kuai)安全且(qie)無毒，沒(mei)有爆炸或泄(xie)露(lu)的風險。

同時，MGA模塊的(de)使(shi)用(yong)(yong)壽(shou)命(ming)預計為25-30年，之(zhi)后還可(ke)以進行(xing)回收(shou)。被(bei)回收(shou)的(de)模塊可(ke)以被(bei)很容易的(de)分成單獨的(de)材料(liao)然后重新再被(bei)加工(gong)成MGA模塊，也可(ke)以作為其他用(yong)(yong)途(tu)的(de)原(yuan)材料(liao)進行(xing)使(shi)用(yong)(yong)。

MGA技術改造燃煤電站可實現“雙贏”

按(an)照研發團隊設想，利用MGA模塊改(gai)造已退(tui)役或(huo)即將(jiang)退(tui)役的(de)燃煤電廠(chang)，可以助力人類社會平滑過渡到(dao)可再(zai)生能源時代。

欲詳細了解可觀看如下視頻：

在(zai)未(wei)來的(de)(de)二(er)十年中，包括澳大利亞在(zai)內的(de)(de)全球很多國(guo)家的(de)(de)燃煤電廠都(dou)將(jiang)退役(yi)或被停用，MGA Thermal公司(si)希望通過MGA蓄熱新技術來對這些燃煤電站進行改造并(bing)(bing)延續它們的(de)(de)運行壽命，從(cong)而使(shi)這些電站得以保(bao)存并(bing)(bing)繼續保(bao)留雇(gu)員的(de)(de)工(gong)作崗位。

據研(yan)發(fa)人員介紹，目前(qian)開發(fa)出的MGA儲熱(re)模塊尺寸(cun)為20cm x 20cm x 16cm，由金屬混(hun)合物(wu)組成(cheng)，在(zai)被加(jia)熱(re)時有(you)一些(xie)成(cheng)分會(hui)熔(rong)(rong)化發(fa)生相變，有(you)一些(xie)則不會(hui)。就像一塊放在(zai)微(wei)波(bo)爐里加(jia)熱(re)的碎松餅(bing)一樣，由蛋(dan)糕和巧克力屑(xie)(xie)制成(cheng)的松餅(bing)在(zai)加(jia)熱(re)時巧克力屑(xie)(xie)會(hui)熔(rong)(rong)化，但蛋(dan)糕卻不會(hui)熔(rong)(rong)化且(qie)可以保持原有(you)形狀。

運行時(shi)，這些(xie)像積(ji)木一(yi)(yi)(yi)樣的(de)(de)MGA模塊一(yi)(yi)(yi)方面能夠儲存能量，另一(yi)(yi)(yi)方面可(ke)以將(jiang)水(shui)加(jia)熱(re)(re)來生產蒸汽(qi)。燃(ran)煤電站需(xu)要(yao)完成的(de)(de)改造工作其實很簡單，將(jiang)原有(you)的(de)(de)鍋(guo)爐拆除(chu)利用MGA儲熱(re)(re)模塊替代(dai)即(ji)可(ke)。MGA與水(shui)換熱(re)(re)所生產的(de)(de)蒸汽(qi)可(ke)以驅動渦輪和發(fa)電機發(fa)電，既可(ke)以替代(dai)燃(ran)煤提供熱(re)(re)量又沒有(you)任(ren)何污染和排(pai)放。

談(tan)到(dao)如何與(yu)水換熱(re)(re)(re)來(lai)(lai)生產(chan)蒸汽(qi)？研發(fa)人(ren)員(yuan)介紹，設(she)計時可以將(jiang)MGA模(mo)塊(kuai)內(nei)部(bu)預(yu)留管道，通過管道將(jiang)水泵入(ru)其中來(lai)(lai)實現換熱(re)(re)(re)。另(ling)外，也可以采用(yong)(yong)MGA模(mo)塊(kuai)與(yu)專用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)交換器直接(jie)接(jie)觸(chu)換熱(re)(re)(re)。

MGA Thermal的(de)(de)聯(lian)合創始人Erich Kisi教授(shou)表(biao)示：“燃(ran)煤(mei)電(dian)廠(chang)的(de)(de)排(pai)放是導致全球變暖的(de)(de)單(dan)一最大溫室氣(qi)體來源，燃(ran)煤(mei)電(dian)廠(chang)轉型是一種雙贏的(de)(de)方(fang)式(shi)，既能(neng)提供清潔的(de)(de)基荷電(dian)力，又(you)能(neng)避免電(dian)廠(chang)關閉造成(cheng)的(de)(de)就業崗位流(liu)失(shi)。”

試點生產工廠將于明年下半年投運

今(jin)年(nian)7月份(fen)，MGA Thermal公司(si)獲得了澳(ao)大(da)(da)利亞聯邦(bang)工業創新(xin)和科學部(bu)495000澳(ao)元的(de)資(zi)助，該筆資(zi)金將(jiang)用于(yu)在(zai)新(xin)南威爾(er)士州紐卡斯(si)爾(er)建設一座試點生產(chan)工廠，該項目將(jiang)于(yu)明年(nian)下半(ban)年(nian)投入運行，旨在(zai)大(da)(da)規模生產(chan)出具備價格競(jing)爭力的(de)、可(ke)應用于(yu)大(da)(da)型商業化(hua)項目的(de)MGA模塊。

此外，MGA Thermal公司還與瑞(rui)士公司E2S Power AG達(da)成合作，將在歐洲燃煤發電行(xing)業測試(shi)該技(ji)術。從明年開始，他們(men)將一(yi)起利用MGA技(ji)術來對部分燃煤電廠進(jin)行(xing)改造，并進(jin)一(yi)步驗證該技(ji)術在實(shi)際應用中(zhong)的經濟性(xing)。

據(ju)研發人員介紹，從(cong)實驗室測試結果來看，與(yu)鋰電池儲能技術相比(bi)，MGA的儲能成本要(yao)低很多。

目前(qian)鋰離子(zi)電池的(de)(de)(de)儲能成(cheng)本(ben)約為200澳元/kWh，如果考慮入(ru)網成(cheng)本(ben)則(ze)會進一步增加(jia)。而(er)MGA Thermal公司(si)試點工廠(chang)的(de)(de)(de)建(jian)設(she)目標是：包含(han)所有附屬基礎設(she)施(shi)的(de)(de)(de)條件(jian)下整個系統可以實現50澳元/kWh的(de)(de)(de)儲能成(cheng)本(ben)。

不過，MGA Thermal公司(si)也清醒地認識(shi)到(dao)MGA蓄(xu)熱(re)材(cai)料(liao)的(de)(de)短(duan)板(ban)：響(xiang)應(ying)時(shi)間要比(bi)蓄(xu)電(dian)池(chi)慢得多。蓄(xu)電(dian)池(chi)的(de)(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間可(ke)以(yi)以(yi)毫(hao)秒來計算，在扮(ban)演短(duan)時(shi)調峰或(huo)承擔高峰電(dian)力供應(ying)方面具有較大優勢。反觀MGA技術的(de)(de)響(xiang)應(ying)時(shi)間則要超過15分鐘，但是它的(de)(de)存(cun)儲容量會更大一些。

研究人員認為，在(zai)具(ju)備條(tiao)件的(de)(de)情況下，將蓄電池(chi)、MGA模(mo)塊和(he)抽(chou)蓄這三(san)種方式有機(ji)組合(he)起來(lai)就可以(yi)既(ji)滿足(zu)大(da)規模(mo)儲(chu)能的(de)(de)需要，又可以(yi)針(zhen)對可再生能源的(de)(de)波(bo)動(dong)性進行快速響應。

與任何新(xin)技術(shu)(shu)一樣，MGA模(mo)塊儲能技術(shu)(shu)必須經過財務方面的(de)(de)證(zheng)明，才能被(bei)行業(ye)接受并(bing)廣泛(fan)應(ying)用于商業(ye)化項目。隨著試點生(sheng)產(chan)工(gong)廠的(de)(de)建設和實(shi)際應(ying)用測試的(de)(de)穩(wen)步推進，該(gai)技術(shu)(shu)的(de)(de)首次全面展示即將(jiang)到來。一旦成功(gong)，該(gai)技術(shu)(shu)將(jiang)使燃煤電廠實(shi)現清潔化運營，并(bing)為這(zhe)些(xie)電廠工(gong)人的(de)(de)未來帶(dai)來希望。