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▲圖為熔鹽儲能系統。

為解決可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)大規(gui)模并網帶來的間歇性和波動性，高效、可(ke)(ke)靠的儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)術備受關注，而(er)借(jie)助成(cheng)本低(di)廉(lian)以及(ji)可(ke)(ke)靠性高等(deng)優勢，儲(chu)(chu)熱(re)(re)電(dian)池技(ji)術成(cheng)為最新(xin)焦點。近(jin)日，西(xi)班牙多家研究機構(gou)聯合發布最新(xin)儲(chu)(chu)熱(re)(re)技(ji)術突破，推出了能(neng)(neng)(neng)將系統效率提高到(dao)112.6%的電(dian)熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)量轉(zhuan)換裝(zhuang)置，借(jie)助這一裝(zhuang)置能(neng)(neng)(neng)將可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)富余電(dian)能(neng)(neng)(neng)轉(zhuan)化為熱(re)(re)能(neng)(neng)(neng)并進行儲(chu)(chu)存，助力平滑(hua)可(ke)(ke)再生(sheng)(sheng)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)發電(dian)波動問(wen)題。

儲熱電池走向大眾

西班牙研究機構(gou)(gou)在報告中(zhong)指出，儲(chu)熱電(dian)池系統(tong)需(xu)要有效(xiao)的熱能和(he)電(dian)能轉(zhuan)換過程，高效(xiao)的系統(tong)設(she)計(ji)必(bi)不(bu)可少，為(wei)解決這(zhe)一(yi)問題，該(gai)機構(gou)(gou)設(she)計(ji)的系統(tong)利用空氣作為(wei)傳熱介質，結合(he)熱泵系統(tong)和(he)電(dian)阻系統(tong)，有效(xiao)提(ti)高了儲(chu)熱系統(tong)溫度，在135攝氏度時可實現(xian)112.6%的整體(ti)能量效(xiao)率，該(gai)技術的突破能夠讓更多電(dian)能轉(zhuan)化為(wei)熱能并儲(chu)存起來。

從(cong)目前(qian)市場上現有的儲(chu)能技術(shu)路線來看，儲(chu)能技術(shu)主(zhu)要(yao)分為物理儲(chu)能、電化(hua)學儲(chu)能、熱儲(chu)能和化(hua)學儲(chu)能等，可再(zai)生能源大規模并(bing)網(wang)推動(dong)之下(xia)，為平(ping)滑電網(wang)，調峰儲(chu)能需(xu)求不斷高漲，而單一(yi)技術(shu)路線已難以滿足下(xia)游龐(pang)大的應(ying)用需(xu)求。以電化(hua)學儲(chu)能為例，在業界看來，該技術(shu)路線往往需(xu)要(yao)鋰、鎳等礦產資(zi)源，其(qi)成本以及安全(quan)性能始終對其(qi)大規模發展造成制約(yue)。

在(zai)此(ci)背景下(xia)，儲熱技術(shu)(shu)逐步從(cong)“小(xiao)眾技術(shu)(shu)”走向大眾視(shi)野。據(ju)上述研究(jiu)機構科(ke)研人員(yuan)介(jie)紹，熱儲能(neng)技術(shu)(shu)以熔鹽、空(kong)(kong)氣、巖石(shi)等儲熱材料(liao)為(wei)媒介(jie)，將富(fu)余(yu)電能(neng)轉化為(wei)熱能(neng)形式先儲存起(qi)來(lai)，在(zai)需要(yao)時借助蒸汽渦(wo)輪機等設(she)備轉化為(wei)電能(neng)釋放應(ying)(ying)用。不(bu)論對于(yu)集(ji)中式可再生能(neng)源電站還是(shi)分布式風(feng)光發電項目，儲熱技術(shu)(shu)都具(ju)備一定的應(ying)(ying)用空(kong)(kong)間(jian)，有望成為(wei)能(neng)源系統管(guan)理中的重要(yao)一環(huan)。

《中國(guo)能源報》記者了(le)解到，儲(chu)熱(re)電(dian)(dian)池技(ji)術(shu)的突破已吸引(yin)了(le)多(duo)國(guo)能源行業關(guan)注，加拿大、德國(guo)、英國(guo)、美國(guo)等(deng)國(guo)均開(kai)啟了(le)儲(chu)熱(re)電(dian)(dian)池系(xi)統相(xiang)關(guan)實驗(yan)。在我國(guo)，熔鹽儲(chu)能技(ji)術(shu)已在火(huo)電(dian)(dian)靈(ling)活(huo)性改造、光熱(re)電(dian)(dian)站等(deng)多(duo)個應用(yong)場景嶄(zhan)露頭角(jiao)，多(duo)地已有熔鹽儲(chu)能項目落地。

或成長時儲能解決方案

在(zai)業界看來，儲熱(re)(re)電(dian)池(chi)的(de)(de)應(ying)用場景還在(zai)不斷拓寬。英(ying)國機械工(gong)程師協會近期公(gong)開表(biao)示，熱(re)(re)能(neng)滿足了(le)工(gong)業界一半以上的(de)(de)能(neng)源需求，但從(cong)目(mu)前情況來看，氫能(neng)、電(dian)化學儲能(neng)等(deng)技術路(lu)線(xian)明顯更加“吸(xi)睛”，人們(men)往往忘記了(le)更為簡單的(de)(de)儲熱(re)(re)系統，英(ying)國政府應(ying)更加重視儲熱(re)(re)電(dian)池(chi)技術。

近期，美國國家可再生能源(yuan)實驗室也發布了最新儲熱(re)電池(chi)系統，提出可將富余(yu)風光(guang)電力轉為熱(re)能，以沙(sha)粒(li)為介質儲存(cun)熱(re)能。該機(ji)構借助最新研發的實驗室試驗裝置測算得出，5天內商業化(hua)儲熱(re)電池(chi)系統熱(re)能儲存(cun)效率可達到95%以上。

美國(guo)國(guo)家可(ke)(ke)再生能源實(shi)驗室研究人員表示，目前主流的電化(hua)學儲(chu)(chu)能技(ji)術鋰電池(chi)的儲(chu)(chu)能時(shi)長可(ke)(ke)能僅(jin)有幾個小時(shi)，并(bing)不足(zu)(zu)以(yi)滿足(zu)(zu)能源系統脫碳需求，為此，長時(shi)儲(chu)(chu)能技(ji)術將必不可(ke)(ke)少。利用沙粒(li)作為介質的儲(chu)(chu)熱電池(chi)系統不僅(jin)可(ke)(ke)以(yi)實(shi)現長時(shi)間儲(chu)(chu)能，還不依賴稀有金(jin)屬(shu)礦物(wu)原材料，具有顯著的供(gong)應鏈優(you)勢(shi)。

據市(shi)場研(yan)究機構麥肯(ken)錫估算，與(yu)(yu)其他低碳儲能(neng)方式相比，熱(re)(re)儲能(neng)系統在長時儲能(neng)領域(yu)儲熱(re)(re)電(dian)(dian)池(chi)系統具(ju)備(bei)高(gao)經濟性(xing)，每(mei)產(chan)生(sheng)1兆瓦時電(dian)(dian)力，氫儲能(neng)成本(ben)(ben)可達(da)到65美(mei)(mei)元—100美(mei)(mei)元，配備(bei)碳捕(bu)捉與(yu)(yu)封存設(she)備(bei)的天然氣調峰設(she)備(bei)成本(ben)(ben)高(gao)達(da)45美(mei)(mei)元—55美(mei)(mei)元，而儲熱(re)(re)電(dian)(dian)池(chi)與(yu)(yu)熱(re)(re)泵(beng)的組合成本(ben)(ben)僅有15美(mei)(mei)元—25美(mei)(mei)元。

大規模推廣仍存挑戰

麥肯錫指出，如果儲熱電(dian)池(chi)系統實現大規模應用，很可能是最具成本(ben)效益的供暖脫碳途(tu)徑之一，同時還能為電(dian)力部門脫碳提供穩定性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing)。

英國謝菲爾德大學研究人員羅伯(bo)特·巴索普也(ye)認為(wei)，熔鹽儲熱系統有望成(cheng)為(wei)未來能源系統的(de)重(zhong)要組成(cheng)部(bu)分，還能在工業領域提供高(gao)溫供能。

不過，多(duo)家行業(ye)(ye)研究機(ji)構也認(ren)為(wei)，儲(chu)熱電(dian)池系(xi)統(tong)要(yao)從(cong)試驗規模走向工業(ye)(ye)規模，還需要(yao)克服多(duo)重困難。麥肯錫認(ren)為(wei)，當前儲(chu)熱電(dian)池系(xi)統(tong)面臨的(de)最大(da)挑(tiao)戰是(shi)“關注(zhu)較少(shao)”，盡(jin)管(guan)該技術(shu)路線具備(bei)相(xiang)應優勢(shi)，在(zai)能源系(xi)統(tong)脫碳過程中應用潛力(li)巨大(da)，但各國(guo)政(zheng)府部門以及能源行業(ye)(ye)對其重視程度(du)有所不足，與氫能、電(dian)化(hua)學儲(chu)能等方式相(xiang)比關注(zhu)更(geng)少(shao)。同時，由于(yu)該行業(ye)(ye)處(chu)于(yu)初步發展階(jie)段，不同技術(shu)路線成熟度(du)各有不同，從(cong)商業(ye)(ye)模式來看仍存(cun)在(zai)潛在(zai)的(de)投(tou)資回報風險。

潛在(zai)的(de)(de)安全風險也不(bu)(bu)容小(xiao)覷。市場研究(jiu)機構長城證券分(fen)析指出(chu)，熔鹽(yan)儲熱系統應(ying)(ying)用規(gui)模雖然(ran)在(zai)不(bu)(bu)斷擴大(da)，其技術本身(shen)也有多年應(ying)(ying)用歷史，但行業內(nei)尚(shang)未推行專門針(zhen)對熔鹽(yan)儲熱的(de)(de)安全標(biao)準，在(zai)施工(gong)標(biao)準、質量標(biao)準以(yi)及檢測標(biao)準不(bu)(bu)統一的(de)(de)情況下，行業進(jin)一步(bu)發展可(ke)能(neng)存在(zai)安全隱患(huan)。