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近日(ri)，隨著最(zui)后一罐混凝土澆(jiao)筑入倉，三峽集團所(suo)屬三峽能源青海格爾木10萬(wan)千瓦光熱項目(mu)順利封頂。在海拔2900多米(mi)的(de)西北(bei)戈(ge)壁(bi)，吸熱塔(ta)與定日(ri)鏡場勾勒出光熱電站的(de)雛形。

距格爾木700多(duo)公里(li)的甘肅省瓜(gua)(gua)州(zhou)縣，全球(qiu)首(shou)個“雙塔(ta)一(yi)機”風光熱儲一(yi)體(ti)化項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)——三峽恒基能脈瓜(gua)(gua)州(zhou)70萬千(qian)瓦(wa)“光熱儲能+”項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)正加速推進。建成后，項(xiang)(xiang)目(mu)(mu)年發電量將(jiang)超18億千(qian)瓦(wa)時。

國家能源局數據(ju)顯示，截至2024年一季度末(mo)，全國已建成投運新(xin)型(xing)(xing)(xing)儲(chu)能項目(mu)累計裝機(ji)規模達3530萬千瓦(wa)，新(xin)型(xing)(xing)(xing)儲(chu)能電站(zhan)逐步呈現集中式(shi)、大(da)(da)型(xing)(xing)(xing)化(hua)趨勢。作為一種新(xin)型(xing)(xing)(xing)儲(chu)能技術(shu)(shu)，儲(chu)熱(re)(re)技術(shu)(shu)適應場景(jing)廣泛(fan)，受(shou)到(dao)行業(ye)青(qing)睞。在政府鼓勵下，我國儲(chu)熱(re)(re)行業(ye)市場規模不斷擴大(da)(da)，儲(chu)熱(re)(re)技術(shu)(shu)迎來發展黃(huang)金期(qi)。

熔鹽廣泛用于我國光熱發電項目

從青海省德(de)(de)令哈市出發向西行駛10公里(li)，即可(ke)到達德(de)(de)令哈市光伏（光熱）產業(ye)園(yuan)。全(quan)長24公里(li)的光伏大道兩側，定(ding)日(ri)鏡場在陽光照射(she)下(xia)熠熠生(sheng)輝。

青海中控50兆(zhao)瓦塔(ta)式(shi)(shi)熔(rong)(rong)鹽儲能光熱電(dian)站(zhan)是產業園核心項目。它采用(yong)塔(ta)式(shi)(shi)技術，以熔(rong)(rong)鹽作(zuo)為(wei)傳(chuan)熱流(liu)體(ti)，配置了7小時熔(rong)(rong)鹽儲能系統，設計年發電(dian)量1.46億千瓦時。

當(dang)太陽(yang)升起(qi)，一個(ge)個(ge)定日鏡如向日葵般跟隨太陽(yang)轉動，將太陽(yang)光反(fan)射(she)匯聚到吸(xi)熱塔頂(ding)部的吸(xi)熱器上。液態低溫(wen)熔鹽(yan)(yan)通(tong)過冷鹽(yan)(yan)泵驅動，流經塔頂(ding)吸(xi)熱器吸(xi)收(shou)熱量(liang)，溫(wen)度可升至290—565攝氏度。被加熱的熔鹽(yan)(yan)流入高(gao)溫(wen)熱鹽(yan)(yan)罐中儲(chu)存。在需(xu)要發電(dian)時，高(gao)溫(wen)熔鹽(yan)(yan)與水換(huan)熱后(hou)產生高(gao)溫(wen)高(gao)壓(ya)蒸汽，驅動汽輪發電(dian)機(ji)組(zu)發電(dian)。

作(zuo)為一種(zhong)優良的儲(chu)熱(re)介質，熔鹽(yan)(yan)在我國光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)項目中(zhong)應用(yong)(yong)廣泛。三(san)峽集團科(ke)學技術研究院副院長唐博進告訴(su)科(ke)技日報記者，三(san)峽恒基能(neng)脈(mo)瓜州(zhou)70萬千瓦“光熱(re)儲(chu)能(neng)+”項目的100兆瓦光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機組(zu)配置了6小時(shi)(shi)熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)系(xi)統。這使發(fa)(fa)電(dian)(dian)機組(zu)不受光照強度變化(hua)影響(xiang)，保持穩(wen)定的電(dian)(dian)力(li)輸出，實(shi)現連續平穩(wen)發(fa)(fa)電(dian)(dian)。此外，位于(yu)甘肅省的蘭(lan)州(zhou)大成敦煌50兆瓦熔鹽(yan)(yan)線性(xing)菲涅爾(er)式光熱(re)電(dian)(dian)站已投產應用(yong)(yong)近(jin)3年。它采用(yong)(yong)蘭(lan)州(zhou)大成科(ke)技股份有限公司自主知(zhi)識產權的線性(xing)菲涅爾(er)聚光集熱(re)技術，儲(chu)熱(re)時(shi)(shi)長15小時(shi)(shi)，具備24小時(shi)(shi)持續發(fa)(fa)電(dian)(dian)能(neng)力(li)。

據不(bu)完全(quan)統計，當(dang)前國內已(yi)投(tou)運和在建的(de)熔(rong)鹽儲熱項目多(duo)達數十項。其中，今(jin)年3月正式開工的(de)中廣核新(xin)能源青(qing)海德令哈光儲熱一體化200萬(wan)千(qian)瓦項目，更是創下(xia)塔式光熱發電全(quan)球(qiu)最(zui)大單機(ji)容量。

除了熔(rong)鹽，空氣、水、沙(sha)(sha)石等都是可供利用(yong)的儲熱(re)介質。如芬蘭初創公司Polar Night Energy計劃(hua)建設一個工業規模的沙(sha)(sha)基熱(re)能(neng)儲存(cun)系統，將多余的風能(neng)和太陽能(neng)以熱(re)能(neng)的形式(shi)儲存(cun)在沙(sha)(sha)子中。

在新型電力系統建設中大有可為

唐博(bo)進認(ren)為，儲熱技術在(zai)新型電力系(xi)統建設(she)中將發(fa)揮重要作用。

“加(jia)快構建新型電力(li)系統(tong)，意味著(zhu)清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)源(yuan)(yuan)將代替(ti)煤炭、石(shi)油、天然氣等不可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)成(cheng)為(wei)主(zhu)力(li)電源(yuan)(yuan)。”唐(tang)博進表示，太(tai)陽(yang)能(neng)、風能(neng)隨機性(xing)高(gao)、可(ke)(ke)控性(xing)差，若將其(qi)直接作為(wei)主(zhu)力(li)電源(yuan)(yuan)，電力(li)與負(fu)荷的不匹配將進一(yi)步增(zeng)加(jia)。儲(chu)熱(re)技術可(ke)(ke)將太(tai)陽(yang)能(neng)、風能(neng)等清(qing)潔(jie)(jie)能(neng)源(yuan)(yuan)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱(re)能(neng)儲(chu)存，再根據供電需求將儲(chu)存的熱(re)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)電能(neng)。

在新型電(dian)力系統(tong)中，儲(chu)熱技(ji)術是支撐發電(dian)側高比例可(ke)再生(sheng)能源接入(ru)和消(xiao)納的關鍵技(ji)術手段之(zhi)一。在唐博進看來，在電(dian)源側配置儲(chu)熱發電(dian)，既為電(dian)力系統(tong)穩定(ding)運行增添保障，又讓(rang)其(qi)具(ju)備(bei)了發電(dian)容量和頻率的調節能力。

“不論對于集中(zhong)(zhong)式(shi)(shi)可(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)源電(dian)站還是(shi)分布式(shi)(shi)風(feng)光發電(dian)項目，儲(chu)(chu)熱(re)技(ji)術都具備一定(ding)應(ying)用空間，有望(wang)成為能(neng)(neng)(neng)(neng)源系(xi)統管理中(zhong)(zhong)的(de)(de)重要一環(huan)。”唐(tang)博(bo)進解釋，比如(ru)河(he)北黃帝城太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)儲(chu)(chu)熱(re)采暖(nuan)項目將低聚光比塔式(shi)(shi)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)集熱(re)和跨季節水(shui)(shui)體(ti)儲(chu)(chu)熱(re)兩項技(ji)術結合，通過(guo)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)集熱(re)場收集夏(xia)季豐富的(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)，并將收集到的(de)(de)太陽(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)轉(zhuan)化(hua)為熱(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)，儲(chu)(chu)存(cun)在水(shui)(shui)體(ti)中(zhong)(zhong)。這(zhe)些熱(re)能(neng)(neng)(neng)(neng)可(ke)通過(guo)循(xun)環(huan)系(xi)統在冬季為建筑供(gong)暖(nuan)。

此外(wai)，抽氣蓄(xu)熱(re)(re)等儲熱(re)(re)技術可(ke)將電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)熱(re)(re)源與熱(re)(re)發電(dian)(dian)系統(tong)進行熱(re)(re)力(li)(li)解耦。這能改(gai)善(shan)傳統(tong)火電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)、燃氣電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)、核電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)出力(li)(li)特性(xing)，保障新型電(dian)(dian)力(li)(li)系統(tong)中傳統(tong)熱(re)(re)動力(li)(li)電(dian)(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)對電(dian)(dian)網的慣(guan)量(liang)支撐(cheng)能力(li)(li)。

具備大規模發展潛力

即便儲(chu)熱(re)(re)系統有諸多優(you)點(dian)，但(dan)它(ta)同樣面臨(lin)(lin)著熱(re)(re)電轉(zhuan)換環節效率(lv)偏低等(deng)問題(ti)。三峽集團科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)研究院(yuan)高(gao)(gao)級工(gong)程師(shi)藺新星表示(shi)，建設大規模(mo)、高(gao)(gao)效率(lv)的(de)儲(chu)熱(re)(re)系統，在(zai)安全性(xing)、穩定性(xing)等(deng)方面存在(zai)技(ji)術(shu)挑(tiao)戰。相變材料儲(chu)熱(re)(re)、化學(xue)儲(chu)熱(re)(re)等(deng)新型儲(chu)熱(re)(re)技(ji)術(shu)成熟度(du)(du)還(huan)不(bu)夠高(gao)(gao)，在(zai)實際應用中還(huan)存在(zai)不(bu)少問題(ti)，且項目(mu)案(an)例較少。此外，儲(chu)熱(re)(re)項目(mu)的(de)建設和推廣還(huan)面臨(lin)(lin)成本(ben)與效率(lv)的(de)博弈、應用場(chang)景復雜、大眾認知(zhi)度(du)(du)低等(deng)因素(su)制約。

雖有困難，但在(zai)藺(lin)新星(xing)看(kan)來(lai)，儲熱在(zai)實現“雙碳(tan)”目標過程(cheng)中具有獨特優勢，具備大規模發展潛力，相(xiang)同容量下投資(zi)較低(di)。

談及儲熱(re)(re)技(ji)術未來發展方(fang)向，藺(lin)新(xin)(xin)星建議(yi)，一方(fang)面，要大力發展新(xin)(xin)型(xing)高效的熱(re)(re)電轉換(huan)技(ji)術，另一方(fang)面，要將儲熱(re)(re)技(ji)術的熱(re)(re)電（或一次能源(yuan)）轉換(huan)環節(jie)與熱(re)(re)應用場景高效結合(he)。