近(jin)日,華安證券發布名(ming)為(wei)《熔鹽儲(chu)能(neng)開啟長時儲(chu)能(neng)篇章(zhang),光(guang)熱發電(dian)和火電(dian)改造成為(wei)主要應用場景(jing)》的最新(xin)研究報告。
報告指(zhi)出,熔鹽儲能是一種可以傳(chuan)遞能量、長(chang)時間(6-8h)、大(da)容量儲能的(de)技(ji)術路徑,隨著(zhu)國家政策的(de)大(da)力支持,熔鹽儲能在光熱發電和火電機組靈活改造將大(da)有可為。
幾種主流儲能技術及行業概況
儲能(neng)(neng)的(de)形(xing)式主要包括物理儲能(neng)(neng)和化(hua)學(xue)儲能(neng)(neng)。根據(ju)DOE數據(ju)顯示,三大主流的(de)儲能(neng)(neng)形(xing)式為抽水儲能(neng)(neng)、電(dian)化(hua)學(xue)儲能(neng)(neng)、熱(re)能(neng)(neng)儲能(neng)(neng);而目前最為熱(re)門的(de)三大新型(xing)儲能(neng)(neng)方式,電(dian)化(hua)學(xue)儲能(neng)(neng)、氫能(neng)(neng)儲能(neng)(neng)、熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)。
圖:儲能技術分類
根(gen)據中關村儲(chu)能(neng)產(chan)業技術聯盟發布《儲(chu)能(neng)產(chan)業研究(jiu)白(bai)皮書2023》顯示,截至2022年(nian)(nian)底,中國已(yi)投(tou)運電力儲(chu)能(neng)項(xiang)目累計裝機規(gui)模59.8GW,占全球(qiu)市場總(zong)規(gui)模的25%,年(nian)(nian)增(zeng)長(chang)率38%。抽(chou)水蓄能(neng)累計裝機占比(bi)首次低于80%,與2021年(nian)(nian)同期(qi)相比(bi)下(xia)降8.3%;新型儲(chu)能(neng)繼續高(gao)速發展(zhan),累計裝機規(gui)模首次突破(po)10GW,達到13.1GW/27.1GWh,功率規(gui)模年(nian)(nian)增(zeng)長(chang)率達128%,能(neng)量規(gui)模年(nian)(nian)增(zeng)長(chang)率達141%。
熔鹽具有(you)工作溫(wen)(wen)度(du)高、使用溫(wen)(wen)度(du)范圍廣、傳(chuan)熱(re)(re)(re)能(neng)力(li)強、系統壓(ya)力(li)小、經濟(ji)性(xing)較好等一系列的(de)優(you)點,目前已成為光(guang)熱(re)(re)(re)電(dian)站(zhan)傳(chuan)熱(re)(re)(re)和(he)儲熱(re)(re)(re)介質(zhi)的(de)首選。
然而,熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)技術(shu)并非只能(neng)(neng)搭(da)配(pei)光熱(re)使用(yong),基(ji)于(yu)其本身(shen)的優良特(te)性,熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)可以(yi)適用(yong)于(yu)多種(zhong)場景。如火電(dian)廠儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)改造、工業余(yu)熱(re)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、谷電(dian)工業制熱(re)、光伏(fu)棄電(dian)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、風力棄電(dian)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、交通運輸儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)等等多種(zhong)領域。
熔鹽儲熱技術在光熱發電和火電靈活性改造領域的應用
從光熱(re)發(fa)電(dian)市場應用來看(kan),光熱(re)電(dian)站一(yi)般采用熱(re)鹽(yan)(yan)罐(guan)與冷(leng)鹽(yan)(yan)罐(guan)雙罐(guan)系統(tong)存放熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)。冷(leng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)貯罐(guan)內的熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)經熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)泵輸送到太陽(yang)能集熱(re)器(qi)內,吸收熱(re)能升溫(wen)后(hou)進入(ru)熱(re)熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲罐(guan)中,隨后(hou)高溫(wen)熔(rong)(rong)(rong)(rong)融(rong)鹽(yan)(yan)流進熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)蒸汽發(fa)生(sheng)器(qi),產(chan)生(sheng)過(guo)熱(re)蒸汽驅動蒸汽渦輪機(ji)運行發(fa)電(dian),而(er)熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)溫(wen)度降低后(hou)流回冷(leng)熔(rong)(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲罐(guan)。
2023年4月,國(guo)家(jia)能源(yuan)局(ju)發布《國(guo)家(jia)能源(yuan)局(ju)綜合(he)司關(guan)于(yu)推動光熱(re)發電規(gui)模化發展有關(guan)事(shi)項的通知(zhi)》。力(li)爭“十四五”期間光熱(re)發電每年新(xin)增開(kai)工規(gui)模3GW左右。
火(huo)電(dian)靈活(huo)(huo)性(xing)指的是運行靈活(huo)(huo)性(xing),主要包括深度(du)調(diao)峰(feng)、快速啟停、爬坡能(neng)力,對于火(huo)電(dian)機(ji)組改造的重點是提高(gao)機(ji)組的深度(du)調(diao)峰(feng)能(neng)力。
目(mu)前存在鍋爐系統改造方案和“熱電解耦”改造方案,火電機(ji)組調(diao)峰能力大幅提升,但也存在不少(shao)問題。
圖:常規火電機組靈活性改造(zao)方案
圖:常規火(huo)電機(ji)組靈活性改(gai)造存在的問題
目前存在(zai)的(de)新(xin)型靈活性(xing)改造方案是將(jiang)光熱(re)電站中的(de)大容量高溫熔鹽儲(chu)熱(re)系統(tong),嵌入傳統(tong)的(de)“鍋爐(lu)-汽機”熱(re)力系統(tong)中,削(xue)弱原本剛性(xing)聯(lian)系的(de)“爐(lu)機耦合(he)”。
這一方(fang)案(an)大(da)幅度(du)增(zeng)加火(huo)電機組的調(diao)峰能力,并能解決傳統靈活(huo)性改(gai)造方(fang)案(an)存在的問題(ti)。
高(gao)溫熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術的(de)改造下,火電(dian)機組可以更好的(de)適應電(dian)力(li)市場的(de)改革,實現大容量高(gao)參數供熱(re)和延壽改造。
圖:嵌入高溫熔鹽儲熱系統的火電機組(zu)工(gong)藝(yi)圖
由(you)2025年及2030年的規(gui)劃方案可(ke)知,火電機(ji)組深度(du)調峰改造容量和調峰深度(du)都達到上限,說明火電機(ji)組深度(du)調峰是抽水蓄(xu)能(neng)機(ji)組建設過(guo)程中,電池儲能(neng)成本(ben)進(jin)一步下(xia)降前首選的靈(ling)活性資源。
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