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熔鹽儲能的性能指標如何?未來有著怎樣的發展空間?

▲山(shan)西沃錦新材料股份有限公司(并盛化工(gong))營銷技術王洪國

6月(yue)12日，2023中國國際光熱大(da)(da)會暨CSPPLAZA第(di)十屆年會在浙江杭州盛大(da)(da)召(zhao)開，山(shan)西沃錦新(xin)材料股份有限公司(并盛化工(gong))營銷技術王(wang)洪(hong)國，為大(da)(da)家(jia)帶(dai)來主題(ti)演講《熔鹽(yan)儲能(neng)新(xin)材料的(de)市場現狀和發展展望》，并對以(yi)上問題(ti)進(jin)行了詳(xiang)細的(de)解答(da)。

市場現狀

王(wang)洪國表示，截至2022年(nian)底，煤電(dian)靈(ling)活性改造規(gui)模累計約2.57億千瓦(wa)，抽水蓄(xu)能(neng)裝(zhuang)機(ji)規(gui)模達(da)到(dao)(dao)4579萬千瓦(wa)，新型儲能(neng)累計裝(zhuang)機(ji)規(gui)模達(da)到(dao)(dao)870萬千瓦(wa)。新能(neng)源消納形勢穩定向好，全國風電(dian)、光(guang)伏發電(dian)利(li)(li)用率達(da)到(dao)(dao)97%、98%，特別是西北地(di)區(qu)風電(dian)、光(guang)伏發電(dian)利(li)(li)用率達(da)到(dao)(dao)95%、96%，同比提升(sheng)0.8個百(bai)分(fen)(fen)點(dian)、1.0個百(bai)分(fen)(fen)點(dian)。

▲目(mu)前首(shou)批光(guang)熱發(fa)電(dian)電(dian)站運行項目(mu)

性能指標

以工業硝(xiao)酸鈉國(guo)標(biao)(biao)GB/T4553-2016的(de)(de)一個針對熔鹽級的(de)(de)國(guo)家(jia)標(biao)(biao)準為例，其(qi)中(zhong)中(zhong)間是(shi)要求值。硝(xiao)酸鈉是(shi)大于等于99.7%的(de)(de)組(zu)分含量，重點關(guan)注的(de)(de)是(shi)水(shui)分、氯化物(wu)、鎂離子等影(ying)響腐蝕和結垢核心指標(biao)(biao)。

▲硝酸鈉技術指標

在硝(xiao)酸鈉(na)的工業標(biao)準中，氯(lv)(lv)化(hua)物是以(yi)氯(lv)(lv)化(hua)鈉(na)的形式計量(liang)，但(dan)在熔鹽(yan)標(biao)準國標(biao)36376 2018中，太陽能熔鹽(yan)硝(xiao)基型標(biao)準里面的氯(lv)(lv)化(hua)物變成(cheng)了(le)氯(lv)(lv)離子。

山(shan)西沃錦和并(bing)盛(sheng)化工所(suo)做的產品目前的硝酸鈉組分(fen)含量指標如上圖(tu)所(suo)示，當然其中(zhong)還有一個硝酸鎂的控(kong)制。

▲硝酸鉀技術指標

王(wang)洪(hong)國介紹，硝酸(suan)鉀的(de)技術指標(biao)(biao)在(zai)工業國標(biao)(biao)GB/T1918-2021標(biao)(biao)準中屬于II類I型，這里面硝酸(suan)鉀的(de)標(biao)(biao)準組分(fen)主含量大于99.6%，關(guan)鍵點(dian)(dian)還是氯離(li)(li)子和鎂離(li)(li)子，氯離(li)(li)子是影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)腐(fu)蝕(shi)性(xing)的(de)重要因(yin)素，它不僅(jin)僅(jin)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)儲(chu)罐，如(ru)果僅(jin)僅(jin)是儲(chu)罐腐(fu)蝕(shi)，通過加(jia)厚儲(chu)罐的(de)罐壁很容易就(jiu)可以解決，但在(zai)整個(ge)熔鹽儲(chu)能(neng)系統中，除了儲(chu)罐的(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)因(yin)素，還包括(kuo)吸熱器(qi)、管道(dao)、換熱器(qi)系統和儀表所有相關(guan)和熔鹽接觸點(dian)(dian)。

王洪國表示(shi)，山西沃錦新材料針對熔鹽級硝酸鉀(jia)產品的氯離子(zi)實際可以(yi)做到小于等于0.01%，這(zhe)是(shi)有相(xiang)關檢測機構和共獲項目第三方(fang)檢測報告的。

同時(shi)工業品的鎂離子是(shi)影響結(jie)垢(gou)及熔鹽在系統中換熱系統效率(lv)下降(jiang)最(zui)大的影響因素之一。

為什么會提到銨鹽?他表示，硝(xiao)酸銨實際上就是(shi)炸藥，銨殘留聚(ju)集在(zai)密閉儲能系統(tong)，若堆積量(liang)占比高，如(ru)果有引爆(bao)點、火星可(ke)能就會導(dao)致硝(xiao)酸銨爆(bao)炸，因(yin)此在(zai)密閉系統(tong)中硝(xiao)酸銨銨鹽部分控制將來(lai)也是(shi)大(da)家要(yao)特別關注的點。

▲熔鹽技術指標

最后，王(wang)洪國(guo)展示了整個(ge)熔鹽(yan)(yan)產(chan)品(pin)混(hun)合之后的(de)技術參數，他表示，在國(guo)家標(biao)(biao)準中，太(tai)陽能熔鹽(yan)(yan)(硝基型(xing))標(biao)(biao)準是(shi)(shi)0.03%的(de)氯離(li)子(zi)(zi)，而沃錦新材料提(ti)供的(de)產(chan)品(pin)直接可以承諾做到0.02%，但是(shi)(shi)產(chan)品(pin)在客戶檢測過程中小于0.01%，鎂離(li)子(zi)(zi)也是(shi)(shi)滿足(zu)0.001%的(de)低(di)鎂離(li)子(zi)(zi)要求(qiu)。

上(shang)(shang)圖是針(zhen)對二元(yuan)熔鹽的客(ke)戶檢測(ce)，氯離(li)子(zi)(zi)0.005%，相當于上(shang)(shang)文的0.02%，鎂離(li)子(zi)(zi)可以做到0.001%以下，鈣離(li)子(zi)(zi)是0.001%以上(shang)(shang)，“所以我們(men)寫太陽能(neng)熔鹽(硝(xiao)基型)國家標準時，沒有考慮工(gong)業硝(xiao)酸鈉0.01%和0.03%優等品和一等品的鈣離(li)子(zi)(zi)標準的部分(fen)。”

下圖是王洪國(guo)搜集的(de)(de)(de)一些(xie)氯(lv)離子腐蝕和鎂離子結垢對(dui)整個(ge)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲能(neng)(neng)(neng)系統(tong)將(jiang)(jiang)來可能(neng)(neng)(neng)造成的(de)(de)(de)影響。他認(ren)為(wei)，其對(dui)管(guan)(guan)道(dao)里(li)面(mian)的(de)(de)(de)影響不(bu)是特(te)別(bie)大，主要是對(dui)吸熱器(qi)、換熱器(qi)的(de)(de)(de)影響較大，特(te)別(bie)是有(you)焊口(kou)的(de)(de)(de)地方、有(you)橫向管(guan)(guan)道(dao)的(de)(de)(de)地方、狹窄的(de)(de)(de)地方這(zhe)個(ge)可能(neng)(neng)(neng)在我們對(dui)項目設計(ji)(ji)或者EPC設計(ji)(ji)院(yuan)在針對(dui)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲能(neng)(neng)(neng)系統(tong)設計(ji)(ji)，怎么能(neng)(neng)(neng)把一些(xie)棱角(jiao)變成一些(xie)軟角(jiao)或者銳角(jiao)，可能(neng)(neng)(neng)會更利(li)于(yu)整個(ge)熔(rong)鹽(yan)(yan)系統(tong)的(de)(de)(de)應用(yong)，將(jiang)(jiang)來鈣基熔(rong)鹽(yan)(yan)粘性會更大，因此他總結，“如何設計(ji)(ji)好設備匹(pi)配(pei)，可能(neng)(neng)(neng)在將(jiang)(jiang)來也(ye)是一個(ge)非常(chang)大的(de)(de)(de)課題。”

▲氯離子腐蝕鎂離子結(jie)垢

未來展望

王洪(hong)國認(ren)為，未來(lai)，熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)不僅僅適用于光(guang)熱發電(dian)市(shi)場(chang)，實際上(shang)在(zai)新型電(dian)力(li)系統或(huo)者是(shi)(shi)風(feng)光(guang)新能(neng)(neng)源(yuan)高比例(li)增長之后，第一個市(shi)場(chang)是(shi)(shi)在(zai)風(feng)光(guang)配(pei)儲的共享儲能(neng)(neng)里(li)面，以山(shan)西(xi)為例(li)，山(shan)西(xi)“十(shi)四五”新增42300MW新能(neng)(neng)源(yuan)，按照10%的儲能(neng)(neng)配(pei)比需要配(pei)置4230MW儲能(neng)(neng)項目(mu)，以用戶側滿足30%比例(li)，熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)市(shi)場(chang)容量1269MW，市(shi)場(chang)機會50億(yi)元。

第二(er)個(ge)市(shi)場(chang)則是(shi)針對山西(xi)的(de)消費品工業領(ling)域(yu)燃煤燃氣鍋爐。目前山西(xi)整個(ge)鍋爐的(de)市(shi)場(chang)大概是(shi)7.26萬(wan)蒸(zheng)噸(dun)(dun)，因為(wei)國家的(de)“雙(shuang)碳”碳排放雙(shuang)控，山西(xi)省(sheng)“十四五(wu)”規劃(hua)是(shi)下降(jiang)14%，參考(kao)40蒸(zheng)噸(dun)(dun)/小(xiao)時(shi)，24小(xiao)時(shi)穩(wen)定供汽，電功率100MW，系(xi)統投資(zi)1.8億元(yuan)；按照總(zong)量(liang)10%替代的(de)市(shi)場(chang)機會326億元(yuan)。

除(chu)了這兩個(ge)市(shi)場之外，還有(you)火(huo)電調(diao)(diao)峰(feng)領域，山西(xi)省(sheng)目前有(you)6529萬煤電裝機，山西(xi)省(sheng)燃煤機組(zu)深度(du)調(diao)(diao)峰(feng)靈活性改造，參考10%容量市(shi)場機會，按照100MW/800MWh投資(zi)估算3億元(yuan)，市(shi)場規模195億元(yuan)。

▲2021年吉林(lin)、青海、甘肅等新(xin)增光(guang)熱(re)發電項目

▲2022年新疆第二批新能源項目(mu)(光熱發電熔鹽儲(chu)能)

▲其他地區(qu)新能源項目(光熱發電熔鹽儲能)

公司簡介

山(shan)西沃錦(jin)新(xin)(xin)材(cai)料股份(fen)有限公(gong)司(簡稱：沃錦(jin)新(xin)(xin)材(cai)料)是2021年山(shan)西省專精(jing)特(te)新(xin)(xin)中小企業(ye)。公(gong)司專業(ye)研發、生產(chan)、制造、銷(xiao)售、運輸、化(hua)鹽(yan)、回收于一體的熔鹽(yan)儲能核心(xin)原(yuan)材(cai)料提供商(shang)，旗下“并盛”、“沃錦(jin)金甲”、“沃豐(feng)裕”等品牌高純光學級、熔鹽(yan)級、工業(ye)級和農業(ye)級的硝(xiao)酸(suan)(suan)鉀(jia)、硝(xiao)酸(suan)(suan)鈉、硝(xiao)酸(suan)(suan)鈣(gai)、硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽(yan)等系(xi)列產(chan)品。

山西沃錦(jin)新(xin)材料生(sheng)(sheng)產(chan)規(gui)模為年(nian)產(chan)8萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)離子(zi)交換工(gong)藝工(gong)業級(ji)硝(xiao)酸(suan)鉀(jia)生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)、6萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)酸(suan)鈉生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)，交城縣(xian)幷(bing)盛化(hua)工(gong)建成4萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)級(ji)工(gong)業硝(xiao)酸(suan)鉀(jia)、3萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)氯化(hua)鋇生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)。合(he)計形成目前國內最大熔(rong)鹽級(ji)硝(xiao)酸(suan)鉀(jia)年(nian)產(chan)12萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)(折合(he)熔(rong)鹽30萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)/年(nian))，高純熔(rong)鹽級(ji)硝(xiao)酸(suan)鈉年(nian)產(chan)6萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)。正在(zai)推進青(qing)海(hai)鹽湖沃錦(jin)格爾木(mu)基地年(nian)產(chan)20萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)酸(suan)鉀(jia)、20萬(wan)(wan)(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)酸(suan)鈉生(sheng)(sheng)產(chan)線(xian)(xian)復工(gong)復產(chan)。

公司產品(pin)服務于工業(ye)應用領(ling)(ling)域；農(nong)業(ye)高端水溶肥等領(ling)(ling)域；光學玻璃(li)化(hua)學鋼化(hua)用熔鹽(yan)領(ling)(ling)域;光熱發電熔鹽(yan)儲能(neng)項目；火電廠深(shen)度調峰熔鹽(yan)儲能(neng)領(ling)(ling)域；碳達峰熔鹽(yan)新型(xing)儲能(neng)供熱和發電領(ling)(ling)域。