第11版:科技·装备

中国能源报 2024年03月04日 星期一

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熔盐储能前景可期

本报记者 卢奇秀 《 中国能源报 》( 2024年03月04日   第 11 版)

  近日,熔盐储能光热发电解决方案提供商浙江可胜技术股份有限公司(以下简称“可胜技术”),在浙江证监局进行辅导备案登记,正式启动上市。这一消息引发市场对熔盐储能技术路线的关注。作为一种大规模新兴储能方式,熔盐储能具有安全性高、环境友好、成本低、储能容量大等优势。经过多年培育,熔盐储能市场应用情况如何?其产业化发展还面临哪些关键问题?

  ■起步于光热发电领域

  国家首批光热发电示范项目——青海中控德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站,就配置了7小时熔盐储能系统。“项目投产以来,连续多年稳定运行,2023年度发电量更是再创新高,达到1.524亿千瓦时,达到设计发电量的104.38%。”青海中控德令哈50兆瓦塔式熔盐储能光热电站总设计师、可胜技术董事长金建祥介绍,作为一种以储热材料为媒介的储能技术,熔盐在290摄氏度—565摄氏度工作温度区间维持液态,通过温度的升高和降低来储存和释放能量,是一种低成本、高效的理想储能技术。

  据了解,我国熔盐储能发展势头迅猛,已经成为全球第三大熔盐储能市场。有统计数据显示,截至2023年底,我国兆瓦级规模以上光热发电机组累计装机容量为58.8万千瓦,在建和拟建光热发电项目约43个,总装机容量480万千瓦,均配置8—16小时熔盐储能系统。

  根据国家能源局综合司印发的《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》,“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模力争达到300万千瓦左右,对应每年需要熔盐量90万吨。在国家新能源和低碳发展的政策利好下,熔盐储能规模化建设已经成为大势所趋。

  金建祥指出,我国已掌握完全自主知识产权的熔盐储能光热发电核心技术,并实现了相关产品的规模化生产,国产化率近100%。目前,产业链上下游产品和设备相关企业已超过百余家,产品和服务覆盖熔盐、熔盐储罐、保温材料、熔盐泵、熔盐阀等,供应链较为完善,可以满足我国大量熔盐储能项目投资和建设需要。

  ■应用场景拓宽

  值得一提的是,当前以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏发电基地建设如火如荼,而在配套用的各储能技术路线中,抽水蓄能受地理条件、建设周期长等因素限制,锂电为代表的新型储能也面临单位投资额较高,安全性难以从根源上保证的问题。在此背景下,“光热+熔盐储能”大基地模式提供了新的解决方案。

  “熔盐储能不受地理条件限制、建设周期与新能源项目相匹配,且具有储能规模大、储能密度大、安全性能高等突出优点,在长时储能领域中的优势尤为明显。”金建祥说。

  金合能源技术总监金翼给《中国能源报》记者算了笔账:“单从投资成本来说,目前,锂电价格在0.4元/瓦时左右,而储热成本可以做到0.1元/瓦时。”

  除了应用在光热领域,熔盐储能也在探索更多可能。2022年10月,浙江省最大用户侧熔盐储能——绍兴绿电熔盐储能示范项目正式运行;同年12月,江苏国信靖江电厂2×660兆瓦机组熔盐储能调峰供热项目正式投运,是我国首个真正意义上采用熔盐储热技术的大规模火电调峰、调频、供热项目。

  金建祥进一步指出,熔盐储能的应用领域远不限于发电侧,随着能源消费侧热能需求量的增加,将带来大量绿电制热需求,熔盐储热还将促进热能脱碳。

  ■机遇与挑战并存

  根据规划,“十四五”期间,我国要完成2亿千瓦存量煤电机组灵活性改造,增加系统调节能力3000万千瓦—4000万千瓦。业内预计,“十四五”期间,仅火电灵活性改造领域,熔盐储能的市场空间就高达千亿级。

  不过,纵观产业发展,从2013年我国首个熔盐储能项目——青海中控德令哈10兆瓦塔式光热电站开始,到目前的示范应用,熔盐储能规模化应用还面临诸多问题。

  业内人士坦言,熔盐储能初始投资额高,和抽水蓄能、压缩空气储能初始投资成本相近。此外,熔盐储能效率普遍低于60%,相较电化学与机械储能,转化效率较低。

  据悉,熔盐储能关键原材料——太阳盐,由硝酸钾和硝酸钠混合而成,我国虽然是硝酸钠生产大国,但钾盐还不能完全自给自足,需要进口。近两年,熔盐储能供应链出现一定波动,业内担忧,太阳盐出现诸如电池材料碳酸锂价格大幅飙升的情况。

  “要避免原材料供应受国际环境变化影响,导致价格大幅波动,给熔盐储能市场带来成本增加的风险。”中国无机盐工业协会熔盐储能专委会副主任、北京工业大学教授张灿灿向《中国能源报》记者表示,“熔盐储能规模化发展要未雨绸缪,相关企业加快投扩产步伐,保障原材料产品质量和供应稳定。”

  ■加快建设示范项目

  事实上,熔盐仅是显热储热技术中的一种。储热还有相变储热、化学反应储热等多种形式。得益于光热产业带动,近年来,熔盐储能脱颖而出,实现较快发展。但相比储电,储热并不为人们熟知。

  “能源的利用形式主要包括电和热两种,也随之产生储电和储热两种技术。”在金翼看来,储电之所以发展很快,是基于它本身是电对电系统,电网系统接受度较好,可以通过电网进行传输,而储热是电对热,输送难度高很多,使用半径有限。火电热电联产机组有热网、电网,可以通过“热”的形式供给用户。而采用“电—热—电”模式即将电能转换为热能再转化为电能,从热力学角度来看,转换效率较低,市场存在一些争议。

  金翼指出,储热不是一项完全独立的技术,需要依附光热、煤电机组、清洁取暖等项目,因此,储热作为一个独立储能装置的作用统计界面尚不清晰。

  面对产业发展未来,张灿灿坦言,相比抽水蓄能、新型储能,熔盐储能缺乏相关政策扶持,建议参照执行抽水蓄能电站政策机制。此外,熔盐储能系统经济性、可靠性,安全性相关标准缺乏,亟待建立明确的行业规范。

  技术方面,张灿灿表示:“熔盐在传输过程中向外散热,当温度低于熔点时易冻堵管路,导致系统故障。储热技术有待持续攻关,性能指标还需进一步优化。”

  金建祥建议,加快建设熔盐储能应用的示范项目,进一步探索应用场景和商业模式,为后续熔盐储能在电力系统各个环节的大规模应用积累经验。在工业脱碳领域,建议鼓励熔盐储能将低谷电、弃风弃光电转化成绿色热能,调整电力系统输配电政策,免除熔盐储能外购电容量费用及输配电费用;在火(热)电机组灵活改造、冷热电联供等应用领域,建议通过电力市场、辅助服务等收益方式体现熔盐储能的价值。