近日(ri),國家(jia)能源(yuan)集團河(he)北公司(si)龍山(shan)電廠(chang)抽(chou)汽蓄能熔鹽儲(chu)熱(re)調(diao)(diao)峰(feng)(feng)(feng)靈活性(xing)改(gai)造(zao)示范項(xiang)(xiang)目正式(shi)開工建(jian)設,該項(xiang)(xiang)目是國內(nei)首個利(li)用(yong)熔鹽大(da)(da)規模(mo)儲(chu)熱(re)實現機(ji)組深度(du)調(diao)(diao)峰(feng)(feng)(feng)及(ji)頂峰(feng)(feng)(feng)的重大(da)(da)科技創新示范項(xiang)(xiang)目,項(xiang)(xiang)目建(jian)成后,該廠(chang)機(ji)組調(diao)(diao)峰(feng)(feng)(feng)負(fu)荷最低(di)可由(you)200兆瓦(wa)降至100兆瓦(wa),頂峰(feng)(feng)(feng)負(fu)荷最高(gao)可由(you)600兆瓦(wa)升至647兆瓦(wa),有效提升河(he)北南網調(diao)(diao)峰(feng)(feng)(feng)能力。
首先來了解一下什么是儲能技(ji)術?
儲(chu)能技(ji)(ji)術(shu)分為(wei)多(duo)種(zhong)(zhong),如常(chang)見(jian)的(de)電池就(jiu)是一種(zhong)(zhong)儲(chu)能技(ji)(ji)術(shu)。
一般的(de)電池應用的(de)是化(hua)學儲能(neng)技術。還有一種叫做熱(re)能(neng)存儲的(de)儲能(neng)技術,是將(jiang)能(neng)量通過熱(re)的(de)方式(shi)存儲在儲能(neng)物質(zhi)中。
那么(me),“高溫熔鹽(yan)儲(chu)能”到(dao)底是(shi)一種什么(me)技(ji)術(shu)呢?它的(de)應用場景又(you)是(shi)什么(me)呢?
事(shi)實上(shang),高溫熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能技術(shu)屬于儲(chu)能技術(shu)中的一(yi)種。
熔鹽(yan)(yan)是(shi)指(zhi)熔融態(tai)下的液(ye)體鹽(yan)(yan)。這個(ge)鹽(yan)(yan)可不是(shi)我(wo)們(men)日常吃的食(shi)用鹽(yan)(yan),而是(shi)無機鹽(yan)(yan),如堿金(jin)屬、堿土(tu)金(jin)屬的鹵化(hua)物以及硝(xiao)酸鹽(yan)(yan)、硫(liu)酸鹽(yan)(yan)等。
熔鹽(yan)是(shi)將(jiang)鹽(yan)加熱(re)到一定溫度,使鹽(yan)變為液態(tai),此(ci)時的熔鹽(yan)就(jiu)有點像融化的雪糕(gao)。
熔鹽在標準溫度(du)和大氣壓下為固態,而(er)在溫度(du)升高到一定程度(du)之后轉化為液態,是一種優良的傳熱儲熱介質,具(ju)有高沸點(dian)、低粘(zhan)度(du)、低蒸汽壓力和高體積(ji)熱的特點(dian)。
高溫熔鹽(yan)儲(chu)能技術(shu)即利(li)用(yong)熔鹽(yan)在升溫和降溫過程中(zhong)產(chan)生的溫差實現熱(re)能存(cun)儲(chu)。
直白地(di)說(shuo),其實它就(jiu)是個大(da)號暖(nuan)(nuan)手寶,先用電把暖(nuan)(nuan)手寶加(jia)熱(re),再(zai)把暖(nuan)(nuan)手寶的(de)熱(re)傳(chuan)遞給人體。
那么(me),它的應(ying)用場景有哪些呢?
01
火電靈活性改造領域
用戶(hu)的用電(dian)負荷是隨(sui)時間變化而變化的。同時,電(dian)能(neng)無法大規模儲存,為了保證電(dian)網(wang)供電(dian)穩定(ding),就要求(qiu)用戶(hu)需要多少(shao)電(dian),電(dian)廠就發(fa)多少(shao)電(dian)。
但需要多少點電(dian)廠就(jiu)能發多少電(dian)只是理想化的狀態。機(ji)組負(fu)荷太低會不穩定,機(ji)組頻繁(fan)啟停會造成經(jing)濟損失等(deng)問題無法保證電(dian)網供電(dian)穩定,所(suo)以就(jiu)用到了高(gao)溫熔(rong)鹽儲能技術。
高溫熔(rong)鹽儲(chu)能技術(shu)可將鍋爐產生的(de)過(guo)量蒸汽的(de)熱(re)量儲(chu)存(cun)起來,根據(ju)電(dian)(dian)網(wang)的(de)需求(qiu)再將存(cun)儲(chu)的(de)熱(re)量返送汽輪機組(zu)發電(dian)(dian),由此實現機組(zu)的(de)靈活運行。
上文中提(ti)到的國家(jia)能(neng)(neng)源集團河(he)北公(gong)司龍山(shan)電廠(chang)抽汽蓄能(neng)(neng)熔鹽(yan)儲熱調峰靈活性(xing)改(gai)造(zao)示范項目(mu)便采用該技(ji)術,項目(mu)投產后(hou)該廠(chang)負(fu)荷最低可降至(zhi)18%,最高負(fu)荷可升至(zhi)108%,既提(ti)高了熱能(neng)(neng)綜合利(li)用效率,又增強了電網安全性(xing)。
02
太陽能光熱發電領域
與(yu)火電(dian)應用熔鹽(yan)儲能(neng)相(xiang)似,太陽能(neng)發電(dian)也需要跟著電(dian)網調節負荷,熔鹽(yan)儲能(neng)光熱電(dian)站應運而(er)生。
在我國西部地區,有(you)一些光(guang)伏板中間豎立“燈塔(ta)(ta)”的(de)場景,這些就(jiu)是塔(ta)(ta)式(shi)熔鹽(yan)儲能光(guang)熱電(dian)站。
具體來(lai)說,電(dian)站(zhan)把(ba)太陽(yang)光中蘊(yun)含的(de)熱量(liang)用熔(rong)鹽儲存(cun)起來(lai),存(cun)儲的(de)熱量(liang)根據電(dian)網的(de)需求再送至汽輪機組發電(dian)。在低碳發電(dian)的(de)同時(shi),還能有效(xiao)避(bi)免“棄光”。
以20MW綠電熔鹽儲能(neng)項目為例,該(gai)項目每(mei)年(nian)可發電6370萬度,年(nian)供蒸汽(qi)量為84萬噸(dun),節約標準煤(mei)15.5萬噸(dun),減排二氧(yang)化碳(tan)約29萬噸(dun),釋放相當于八千畝森林(lin)的環保效(xiao)益(yi)。
03
供暖領域
我們都知道(dao),一般(ban)晚(wan)上為用電低谷期,電價(jia)較(jiao)為便宜。
如果用夜(ye)間低谷(gu)電加(jia)熱(re)儲能(neng)(neng)介質,將夜(ye)間富余的低谷(gu)電力轉(zhuan)換為熱(re)能(neng)(neng)進(jin)(jin)行儲存(cun)待用熱(re)時進(jin)(jin)行供熱(re),就能(neng)(neng)解決(jue)能(neng)(neng)量供求(qiu)時間上不匹配問題
熔(rong)鹽能(neng)(neng)量密度高,可儲(chu)存大量熱量,因而熔(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng)就成為谷電儲(chu)熱的(de)優質選擇。
在提高能源利用效率的(de)同時,還能為電力供給提供彈性,可謂一舉多得。
以8MW熔鹽儲能供熱項(xiang)目(mu)為例,此項(xiang)目(mu)可(ke)降低40%左右蒸汽(qi)成(cheng)本。
04
余熱回收領域
余(yu)熱(re)回收可用于熱(re)電(dian)廠發電(dian)、熱(re)水鍋(guo)爐回水加(jia)熱(re)等。
但目(mu)前主(zhu)流的余熱回收方式效(xiao)率較(jiao)低(di),若采用(yong)熔(rong)鹽作(zuo)為儲能介質便可穩定持續(xu)輸出高(gao)溫(wen)蒸汽,大幅提升能源(yuan)利用(yong)效(xiao)率。
以6MWh的熔鹽儲熱發(fa)電項目為例,其效率是(shi)蒸(zheng)汽(qi)儲熱發(fa)電方式(shi)的2倍,技術優勢和高效能(neng)源利用(yong)優勢明顯。
綜上,高溫熔鹽儲能(neng)技術充(chong)分利用低谷電、太(tai)陽能(neng)、風能(neng)等(deng)。
火電廠(chang)高(gao)溫(wen)蒸汽以及工業余熱(re)(re)等清潔能源不僅可(ke)以替代燃煤(或(huo)燃氣)鍋爐減少(shao)污染物的(de)(de)排放,還可(ke)以作為應(ying)急熱(re)(re)源保障臨時(shi)停熱(re)(re)用戶的(de)(de)生(sheng)活熱(re)(re)水需求,因(yin)此具有(you)很好的(de)(de)經濟、社會和生(sheng)態效益。
高(gao)溫熔鹽儲能技(ji)術(shu)以其獨特的(de)優勢迅速成為(wei)新能源發展中的(de)一(yi)顆新星,具有廣闊(kuo)的(de)發展前景。