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CSPPLAZA光熱發電網訊：“當(dang)前顯熱(re)(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)(re)已充分發展，潛熱(re)(re)(re)儲(chu)熱(re)(re)(re)是研究熱(re)(re)(re)點，熱(re)(re)(re)化學儲(chu)熱(re)(re)(re)尚(shang)未(wei)成熟(shu)，開(kai)發儲(chu)熱(re)(re)(re)密度高、傳熱(re)(re)(re)性能好(hao)、蓄熱(re)(re)(re)溫度范圍寬(kuan)等高性能的(de)儲(chu)熱(re)(re)(re)技術是未(wei)來(lai)的(de)發展方(fang)向。”

6月(yue)22-23日，由中(zhong)國清潔供熱平臺主辦的2021年(nian)第三(san)屆中(zhong)國儲(chu)熱大會在常州召開，上(shang)海電氣(qi)集團股份有限(xian)公司(si)中(zhong)央(yang)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)（以下簡(jian)稱上(shang)海電氣(qi)中(zhong)央(yang)研(yan)究(jiu)(jiu)院(yuan)）技術(shu)總監張(zhang)艷梅作了題(ti)為“熔鹽儲(chu)熱技術(shu)的研(yan)究(jiu)(jiu)現狀及應用”的主題(ti)演講。

雙碳目標下，儲熱有望迎來更好發展機遇

張(zhang)艷梅(mei)介紹稱，儲(chu)(chu)熱技術具(ju)有儲(chu)(chu)能(neng)容(rong)量大、儲(chu)(chu)存周期長、成(cheng)本低(di)(di)等優點(dian)，據相(xiang)關專家測算儲(chu)(chu)熱成(cheng)本大概可以做到(dao)儲(chu)(chu)電成(cheng)本的1/10甚至更(geng)低(di)(di)，相(xiang)比其它儲(chu)(chu)能(neng)技術，儲(chu)(chu)熱更(geng)適(shi)合大規模儲(chu)(chu)能(neng)的需求。

國際(ji)可再生能源署（IRENA）《創新展望：熱能存儲》報告顯示，到(dao)(dao)2030年，儲熱裝機(ji)的容(rong)量大概將增(zeng)長(chang)到(dao)(dao)800GWh以上(shang)，中(zhong)國的儲熱裝機(ji)規模(mo)目前(qian)已達(da)到(dao)(dao)1.5GWh。

同時，據《2020年全球及中國熱(re)能(neng)儲存（材料）產業(ye)(ye)深度研究(jiu)報告》預(yu)測，全球熱(re)能(neng)儲存產業(ye)(ye)市場規模將從2020年的(de)1.94億美元增長到2025年的(de)4.05億美元，復合年增長率為(wei)15.9%。

張(zhang)艷梅表示，在(zai)2030、2060雙(shuang)碳目標下，儲(chu)熱技(ji)術有望在(zai)清潔(jie)(jie)供熱、火電調峰、清潔(jie)(jie)能源消納等方面迎來較大的(de)發展空間和機遇。

熔鹽儲熱技術：目前大規模中高溫儲熱技術的首選

熔鹽儲(chu)(chu)熱是一種顯熱儲(chu)(chu)熱技術(shu)【詳見如下儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)分類表】，利用材料(liao)在升溫或降(jiang)溫過程中(zhong)的溫差(cha)而實現(xian)熱能(neng)存儲(chu)(chu)，在整個工作溫度(du)范圍內，儲(chu)(chu)熱材料(liao)始終保持液態。

熔(rong)鹽材料具有(you)“四高三低”的優(you)勢，使儲熱系統具有(you)適用(yong)范(fan)圍廣、綠色環保、安全穩(wen)定等(deng)(deng)優(you)點，是目前(qian)大(da)規模中(zhong)高溫儲熱技術的首選，可廣泛應用(yong)于火電靈活性改造、清(qing)潔供(gong)熱、可再生能源消納等(deng)(deng)領(ling)域(yu)。

據CNESA(中(zhong)關(guan)村儲(chu)(chu)能(neng)產(chan)(chan)業(ye)(ye)技術聯(lian)盟)儲(chu)(chu)能(neng)產(chan)(chan)業(ye)(ye)研究白皮書2021相關(guan)數據【詳見(jian)下表】，全球投運的(de)儲(chu)(chu)能(neng)項目累計(ji)(ji)裝機(ji)達191.1GW，其中(zhong)熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)累計(ji)(ji)3.4GW。而中(zhong)國(guo)投運的(de)儲(chu)(chu)能(neng)項目累計(ji)(ji)裝機(ji)達35.6GW，其中(zhong)熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)累計(ji)(ji)0.5GW，主要(yao)都是(shi)應(ying)用(yong)在光熱(re)發(fa)電項目。

獨特的儲換熱一體式單罐熔鹽儲熱系統

近年(nian)來，上海電氣中央研究院在儲熱材料開發、關鍵設備研制、系(xi)統設計集成等(deng)技術方面形成了(le)獨有的知識(shi)產權體系(xi)，申(shen)請(qing)專利40多(duo)項，技術成果(guo)達到了(le)國際先進水平。

目(mu)(mu)前基(ji)于所開發的熔(rong)點低、儲熱(re)密度高的熔(rong)鹽儲熱(re)材(cai)料，自主開發了(le)單/雙罐熔(rong)鹽儲熱(re)系統，并分(fen)別在實驗(yan)室及工程項目(mu)(mu)上(shang)得到了(le)成功(gong)應用。

表：上海電氣單/雙罐(guan)熔鹽儲熱系統相關(guan)參數(shu)

據張(zhang)艷(yan)梅介紹，為(wei)了(le)充分節能降本，上海電(dian)氣中(zhong)央(yang)研究院開發出了(le)獨特的儲(chu)(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)一(yi)體(ti)式單罐熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)。與(yu)目前(qian)市場(chang)上常(chang)規單罐熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)不(bu)(bu)同(tong)，上述單罐熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)采用了(le)非常(chang)規的斜(xie)溫層(ceng)設(she)計，其(qi)充熱(re)(re)(re)/放熱(re)(re)(re)過(guo)程中(zhong)均不(bu)(bu)需要通(tong)過(guo)熔(rong)(rong)鹽(yan)泵將低溫/高溫熔(rong)(rong)鹽(yan)泵出儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)罐來(lai)實(shi)現(xian)充熱(re)(re)(re)/放熱(re)(re)(re)過(guo)程，罐內熔(rong)(rong)鹽(yan)處于不(bu)(bu)流動(dong)狀態，熔(rong)(rong)鹽(yan)在儲(chu)(chu)罐內直(zhi)接被加(jia)熱(re)(re)(re)并儲(chu)(chu)存(cun)，放熱(re)(re)(re)時將水或(huo)其(qi)他(ta)換(huan)熱(re)(re)(re)介質通(tong)入儲(chu)(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)一(yi)體(ti)設(she)備與(yu)熔(rong)(rong)鹽(yan)換(huan)熱(re)(re)(re)將熱(re)(re)(re)量釋放。因此(ci)儲(chu)(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)一(yi)體(ti)式單罐熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)無需管路電(dian)伴熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)，大(da)大(da)降低了(le)系(xi)(xi)統(tong)的建造成本，提高了(le)熔(rong)(rong)鹽(yan)系(xi)(xi)統(tong)的安全性和穩定性，大(da)大(da)增加(jia)了(le)產(chan)品(pin)(pin)競爭力，目前(qian)該產(chan)品(pin)(pin)已通(tong)過(guo)CMA、CAL、CNAS等認證。

張艷梅(mei)指(zhi)出，該(gai)單罐熔鹽儲熱系(xi)(xi)統主要適(shi)用于蒸(zheng)汽(qi)用量(liang)低(di)于10t/h的(de)應用場(chang)景，單個系(xi)(xi)統規(gui)模不能(neng)做(zuo)的(de)太大，但(dan)可以根據不同用戶需(xu)求，通過不同模塊疊加來(lai)實(shi)現(xian)用熱需(xu)求。通過實(shi)際測試，在(zai)設定蒸(zheng)汽(qi)溫度為180℃時，上述單罐系(xi)(xi)統7分鐘可產生蒸(zheng)汽(qi)，整體區(qu)域溫度波動在(zai)整個放熱過程中(zhong)為±0.5℃。

熔鹽儲熱技術的幾個典型應用場景

1、光熱發電(dian)。張艷梅指出，熔鹽(yan)儲熱技術(shu)應用于光熱電(dian)站其特(te)點是(shi)將儲熱和傳熱介質合為一體(ti)，簡化了整個(ge)電(dian)站設備組(zu)成，有利于后期的(de)運維。同時可(ke)以提(ti)(ti)高太陽能(neng)的(de)利用效率(lv)，減少功率(lv)波動(dong)，提(ti)(ti)高電(dian)力系統(tong)靈活性；促進電(dian)網平穩性輸出，緩(huan)解新(xin)能(neng)源電(dian)力發展過程(cheng)中的(de)限(xian)電(dian)問題。

2、清潔供熱。方案特點：可(ke)以將棄(qi)風/棄(qi)光電(dian)、低谷電(dian)等(deng)(deng)電(dian)能(neng)儲存(cun)起來，在需要的時(shi)候釋放，減少用戶(hu)用能(neng)成本；提(ti)高(gao)整個系統的能(neng)源利用率(lv)；可(ke)實現削峰(feng)填谷，平滑光電(dian)、風電(dian)的輸出(chu)功率(lv)，提(ti)升新能(neng)源發(fa)電(dian)的消納能(neng)力；為(wei)食品加工、紡織等(deng)(deng)企(qi)業提(ti)供穩定(ding)持(chi)續的蒸汽、熱風等(deng)(deng)高(gao)品質熱源。

表：幾種清潔(jie)供熱(re)技術對(dui)比(bi)

據張(zhang)艷梅介紹(shao)，熔鹽儲熱系(xi)統產生蒸汽的運(yun)行成本(ben)與(yu)谷電(dian)價(jia)格成正(zheng)比(bi)，電(dian)價(jia)為0.1~0.35元/kWh時成本(ben)為75~265元/t，與(yu)燃(ran)氣鍋爐(lu)和電(dian)鍋爐(lu)相比(bi)具有很好的經濟(ji)效益。

3、移動儲(chu)熱(re)(re)供(gong)熱(re)(re)，方案特點：無管(guan)(guan)路熱(re)(re)損失，熱(re)(re)能利用(yong)率高(gao)；可(ke)實現廢余熱(re)(re)高(gao)效回(hui)收利用(yong)，節能減排(pai)雙收益；無需管(guan)(guan)道鋪設，投資少、運(yun)(yun)行成本低；設備運(yun)(yun)行靈活，操作(zuo)安全簡單；可(ke)實現供(gong)熱(re)(re)管(guan)(guan)網(wang)輻(fu)射不到的(de)企業或工(gong)廠。據悉，目前上(shang)海電氣也已開發出相關(guan)產(chan)品。

4、火電(dian)靈活性(xing)改造，方案(an)特點：減小供熱(re)機(ji)組(zu)(zu)熱(re)負荷，或增(zeng)大(da)供熱(re)機(ji)組(zu)(zu)發(fa)電(dian)出力調(diao)節(jie)范圍，提高電(dian)廠的(de)運行靈活性(xing)；通(tong)過調(diao)峰給用戶供熱(re)提高電(dian)廠的(de)經濟效益；突破供熱(re)對機(ji)組(zu)(zu)電(dian)負荷調(diao)節(jie)的(de)限制，實現能量的(de)梯級(ji)利用。

張艷梅表示，利(li)用熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)儲熱(re)技術進行(xing)火電改(gai)造一般有兩條技術路線，一種電加(jia)熱(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)，一種是蒸汽加(jia)熱(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)，電加(jia)熱(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)目前技術相對來說比較成(cheng)熟，而采用蒸汽加(jia)熱(re)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)的研(yan)究不多，上(shang)海電氣已聯合相關單位開(kai)展相應的研(yan)究，目前已開(kai)發(fa)出適用于火電調峰場(chang)景下的雙罐熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)儲熱(re)系統(tong)。

5、綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)服(fu)務，方案特點：通(tong)過不同類型的(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)互補耦合，為用(yong)戶(hu)提(ti)(ti)供高(gao)(gao)效智能(neng)(neng)(neng)的(de)多種能(neng)(neng)(neng)源(yuan)供應(ying)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)利用(yong)率；實現能(neng)(neng)(neng)源(yuan)生產和環境治理的(de)融合，減少(shao)污染物排放和降低企業用(yong)能(neng)(neng)(neng)成本(ben)；提(ti)(ti)高(gao)(gao)清(qing)潔能(neng)(neng)(neng)源(yuan)的(de)使用(yong)比例，優化能(neng)(neng)(neng)源(yuan)結構。