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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?

▲山西沃錦(jin)新材料股份有限公(gong)司(并(bing)盛化工)營銷技術(shu)王洪國

6月12日，2023中國(guo)(guo)國(guo)(guo)際(ji)光熱大(da)會暨(ji)CSPPLAZA第十(shi)屆年會在浙江杭州盛大(da)召開(kai)，山西沃錦新(xin)材料股(gu)份有(you)限(xian)公司(并盛化工)營銷技(ji)術(shu)王(wang)洪國(guo)(guo)，為大(da)家帶來主題(ti)演講《熔鹽儲(chu)能新(xin)材料的(de)市場現狀和(he)發展展望》，并對以上問(wen)題(ti)進行了詳細的(de)解(jie)答。

市場現狀

王洪國表示(shi)，截至2022年(nian)底(di)，煤電靈活性改造規模(mo)累計約(yue)2.57億千瓦(wa)(wa)，抽水蓄能(neng)(neng)裝機(ji)規模(mo)達(da)到(dao)(dao)(dao)4579萬千瓦(wa)(wa)，新(xin)型儲能(neng)(neng)累計裝機(ji)規模(mo)達(da)到(dao)(dao)(dao)870萬千瓦(wa)(wa)。新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)消納形勢穩定向好(hao)，全國風電、光(guang)伏(fu)發電利(li)用率達(da)到(dao)(dao)(dao)97%、98%，特別是西北地區風電、光(guang)伏(fu)發電利(li)用率達(da)到(dao)(dao)(dao)95%、96%，同比提升(sheng)0.8個百分(fen)點、1.0個百分(fen)點。

▲目前首批(pi)光熱發電電站運行項目

性能指標

以工業硝(xiao)酸(suan)鈉國標GB/T4553-2016的(de)(de)(de)一個針對熔(rong)鹽級的(de)(de)(de)國家(jia)標準為(wei)例，其中(zhong)中(zhong)間是要(yao)求值。硝(xiao)酸(suan)鈉是大(da)于等于99.7%的(de)(de)(de)組分含量，重點(dian)關注的(de)(de)(de)是水分、氯(lv)化物、鎂離子等影響腐(fu)蝕和結垢(gou)核心指標。

▲硝酸鈉技術指標

在(zai)硝酸鈉(na)的(de)(de)工業標(biao)準中，氯(lv)化物是以氯(lv)化鈉(na)的(de)(de)形式計(ji)量，但在(zai)熔鹽標(biao)準國標(biao)36376 2018中，太陽(yang)能(neng)熔鹽硝基型標(biao)準里面(mian)的(de)(de)氯(lv)化物變成了氯(lv)離子。

山西沃錦和(he)并盛(sheng)化工所做的(de)產品目前的(de)硝酸鈉組分含量指(zhi)標如上圖所示，當然其中還有一個硝酸鎂的(de)控制。

▲硝酸鉀技術指標

王洪(hong)國(guo)(guo)介紹(shao)，硝酸(suan)鉀(jia)的(de)(de)技(ji)術指標(biao)在工業國(guo)(guo)標(biao)GB/T1918-2021標(biao)準中(zhong)屬于(yu)II類(lei)I型，這里面硝酸(suan)鉀(jia)的(de)(de)標(biao)準組分主含量大于(yu)99.6%，關鍵點還是(shi)氯(lv)離子(zi)和(he)鎂(mei)離子(zi)，氯(lv)離子(zi)是(shi)影響(xiang)腐蝕性的(de)(de)重要因素，它不僅僅影響(xiang)儲(chu)罐，如果僅僅是(shi)儲(chu)罐腐蝕，通過加(jia)厚(hou)儲(chu)罐的(de)(de)罐壁很容易(yi)就(jiu)可以解決，但在整個熔鹽儲(chu)能系統(tong)中(zhong)，除了儲(chu)罐的(de)(de)影響(xiang)因素，還包括吸熱(re)(re)器、管道、換(huan)熱(re)(re)器系統(tong)和(he)儀表所有(you)相關和(he)熔鹽接(jie)觸(chu)點。

王洪國表(biao)示，山西沃錦(jin)新材料針對熔鹽(yan)級硝(xiao)酸鉀產品的(de)氯離子實際(ji)可以做(zuo)到小于等于0.01%，這是有相關檢測機(ji)構和共(gong)獲項目第(di)三方檢測報告的(de)。

同時工業品的鎂離(li)子是影響(xiang)(xiang)結(jie)垢及熔鹽在系(xi)統中(zhong)換熱系(xi)統效率下降最大(da)的影響(xiang)(xiang)因(yin)素之一。

為(wei)什么會(hui)提(ti)到(dao)銨(an)鹽(yan)?他表示，硝(xiao)酸(suan)銨(an)實際(ji)上就是炸(zha)藥，銨(an)殘留聚集(ji)在密閉儲能系統，若堆積量(liang)占(zhan)比高，如果有引爆點、火星可能就會(hui)導致(zhi)硝(xiao)酸(suan)銨(an)爆炸(zha)，因此在密閉系統中硝(xiao)酸(suan)銨(an)銨(an)鹽(yan)部分控制(zhi)將(jiang)來也是大(da)家要(yao)特別關注(zhu)的點。

▲熔鹽技術指標

最后(hou)，王洪(hong)國展示了整(zheng)個熔鹽產品混合之后(hou)的(de)技術參數，他表(biao)示，在(zai)國家(jia)標準中，太陽能熔鹽(硝基型(xing))標準是(shi)0.03%的(de)氯離(li)子(zi)，而(er)沃錦新材料提供(gong)的(de)產品直接可以承諾做到0.02%，但是(shi)產品在(zai)客戶檢(jian)測(ce)過程(cheng)中小于(yu)0.01%，鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)也是(shi)滿足0.001%的(de)低鎂(mei)(mei)離(li)子(zi)要求(qiu)。

上(shang)圖是針對(dui)二元熔鹽的(de)(de)客戶檢測，氯離子(zi)0.005%，相(xiang)當于(yu)上(shang)文的(de)(de)0.02%，鎂離子(zi)可以做(zuo)到0.001%以下，鈣離子(zi)是0.001%以上(shang)，“所以我們寫太陽能熔鹽(硝(xiao)基(ji)型(xing))國家標準時，沒有考(kao)慮工業硝(xiao)酸鈉0.01%和0.03%優等(deng)(deng)品和一等(deng)(deng)品的(de)(de)鈣離子(zi)標準的(de)(de)部分(fen)。”

下圖是(shi)王洪國(guo)搜集的(de)(de)(de)一(yi)些(xie)氯離子(zi)腐(fu)蝕和(he)鎂離子(zi)結垢對(dui)(dui)整個(ge)(ge)熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)將(jiang)來(lai)可(ke)(ke)能(neng)(neng)造成的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)。他認為，其對(dui)(dui)管(guan)道里面的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)不(bu)是(shi)特(te)別大，主要是(shi)對(dui)(dui)吸(xi)熱器(qi)、換熱器(qi)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)較大，特(te)別是(shi)有焊(han)口的(de)(de)(de)地方(fang)、有橫向管(guan)道的(de)(de)(de)地方(fang)、狹(xia)窄的(de)(de)(de)地方(fang)這個(ge)(ge)可(ke)(ke)能(neng)(neng)在(zai)我們對(dui)(dui)項(xiang)目設(she)計(ji)或者(zhe)EPC設(she)計(ji)院(yuan)在(zai)針對(dui)(dui)熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)系(xi)(xi)統(tong)設(she)計(ji)，怎么(me)能(neng)(neng)把一(yi)些(xie)棱角變成一(yi)些(xie)軟角或者(zhe)銳角，可(ke)(ke)能(neng)(neng)會更(geng)利于整個(ge)(ge)熔鹽(yan)系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)應用，將(jiang)來(lai)鈣基熔鹽(yan)粘(zhan)性(xing)會更(geng)大，因此(ci)他總結，“如何設(she)計(ji)好設(she)備匹配(pei)，可(ke)(ke)能(neng)(neng)在(zai)將(jiang)來(lai)也是(shi)一(yi)個(ge)(ge)非常大的(de)(de)(de)課(ke)題。”

▲氯(lv)離(li)子(zi)腐蝕鎂離(li)子(zi)結垢

未來展望

王(wang)洪國認為，未來，熔鹽儲(chu)(chu)(chu)能(neng)不僅(jin)僅(jin)適用于(yu)光熱發電市場(chang)，實際(ji)上在新(xin)(xin)型電力系(xi)統或者是(shi)風(feng)光新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)高(gao)比例(li)(li)增長之后，第一個市場(chang)是(shi)在風(feng)光配儲(chu)(chu)(chu)的共享(xiang)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)里面，以(yi)山(shan)西為例(li)(li)，山(shan)西“十四五”新(xin)(xin)增42300MW新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)，按(an)照10%的儲(chu)(chu)(chu)能(neng)配比需要配置4230MW儲(chu)(chu)(chu)能(neng)項目，以(yi)用戶側滿足(zu)30%比例(li)(li)，熔鹽儲(chu)(chu)(chu)能(neng)市場(chang)容量1269MW，市場(chang)機會(hui)50億(yi)元。

第二個市場(chang)則是(shi)針對山西的(de)(de)消費品工業領(ling)域(yu)燃(ran)煤燃(ran)氣鍋爐(lu)。目前山西整(zheng)個鍋爐(lu)的(de)(de)市場(chang)大概(gai)是(shi)7.26萬蒸噸，因為國家(jia)的(de)(de)“雙碳(tan)”碳(tan)排放雙控(kong)，山西省“十(shi)四五”規劃是(shi)下(xia)降(jiang)14%，參(can)考40蒸噸/小時，24小時穩定供汽，電功率(lv)100MW，系(xi)統投資1.8億元(yuan)；按照總量(liang)10%替代的(de)(de)市場(chang)機(ji)會(hui)326億元(yuan)。

除了這兩個市(shi)(shi)(shi)場之(zhi)外，還(huan)有(you)火電調峰領域，山(shan)西(xi)(xi)省目前(qian)有(you)6529萬煤(mei)電裝(zhuang)機，山(shan)西(xi)(xi)省燃煤(mei)機組深(shen)度調峰靈(ling)活性改造，參考10%容量市(shi)(shi)(shi)場機會，按照100MW/800MWh投資(zi)估算(suan)3億元(yuan)，市(shi)(shi)(shi)場規模195億元(yuan)。

▲2021年吉林、青海、甘(gan)肅等新增光熱發電項目

▲2022年新疆第(di)二(er)批新能(neng)源項(xiang)目(光熱發電熔(rong)鹽儲能(neng))

▲其他地區新能源項目(光熱(re)發電(dian)熔鹽(yan)儲能)

公司簡介

山(shan)西沃錦新材料(liao)股份有限公(gong)司(si)(簡稱(cheng)：沃錦新材料(liao))是2021年山(shan)西省專精特新中小企(qi)業。公(gong)司(si)專業研發、生產(chan)、制造(zao)、銷售、運輸、化(hua)鹽(yan)、回收于(yu)一(yi)體的熔鹽(yan)儲能(neng)核心(xin)原材料(liao)提(ti)供商，旗下“并盛”、“沃錦金甲”、“沃豐裕”等品(pin)(pin)牌高純光(guang)學級、熔鹽(yan)級、工業級和農業級的硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鉀、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鈉、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鈣、硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)鹽(yan)等系(xi)列產(chan)品(pin)(pin)。

山西(xi)沃錦(jin)新(xin)材(cai)料生(sheng)(sheng)(sheng)產規模為年產8萬(wan)噸(dun)(dun)離子(zi)交(jiao)換(huan)工藝工業級硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鉀生(sheng)(sheng)(sheng)產線、6萬(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鈉生(sheng)(sheng)(sheng)產線，交(jiao)城縣幷盛化工建成4萬(wan)噸(dun)(dun)級工業硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鉀、3萬(wan)噸(dun)(dun)氯化鋇(bei)生(sheng)(sheng)(sheng)產線。合(he)計形成目前國(guo)內最(zui)大熔鹽(yan)級硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鉀年產12萬(wan)噸(dun)(dun)(折合(he)熔鹽(yan)30萬(wan)噸(dun)(dun)/年)，高純熔鹽(yan)級硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鈉年產6萬(wan)噸(dun)(dun)。正在推(tui)進青海(hai)鹽(yan)湖沃錦(jin)格(ge)爾木基地(di)年產20萬(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鉀、20萬(wan)噸(dun)(dun)硝(xiao)(xiao)(xiao)酸(suan)(suan)鈉生(sheng)(sheng)(sheng)產線復工復產。

公司產品服務于工業(ye)應用領域(yu)；農業(ye)高端水溶(rong)肥等領域(yu)；光學玻璃化學鋼化用熔鹽(yan)(yan)(yan)領域(yu);光熱(re)發電熔鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)能(neng)項目；火(huo)電廠深度調(diao)峰熔鹽(yan)(yan)(yan)儲(chu)(chu)能(neng)領域(yu)；碳達(da)峰熔鹽(yan)(yan)(yan)新(xin)型(xing)儲(chu)(chu)能(neng)供熱(re)和發電領域(yu)。