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在6月13日于浙江(jiang)杭州(zhou)召開的2023中國(guo)國(guo)際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會上(shang)，來(lai)自浙江(jiang)可勝技術股份有限公司系統技術部經(jing)理楊(yang)義就《熔鹽儲能系統的多場景應用及經(jing)濟(ji)性分(fen)析(xi)》作(zuo)主(zhu)題演講，重點(dian)對熔鹽儲能的應用場景及未(wei)來(lai)展望進行了介紹。

▲浙(zhe)江可勝技術股份有限公(gong)司系(xi)統技術部經理楊義

1、熔鹽儲能介紹

楊義首先對熔鹽的三大能量來源進行了簡單介紹：

第一類，通過熱交(jiao)換形式，主(zhu)要來源可能是工業余、廢熱、生物質、天然(ran)氣(qi)等；

第二類，通過電(dian)加熱(re)形式，主要來源的(de)(de)電(dian)可能是谷電(dian)、風(feng)(feng)電(dian)、光伏電(dian)、調(diao)峰電(dian)。他指出“未(wei)來東南(nan)地區可能也(ye)會(hui)(hui)有(you)風(feng)(feng)光棄電(dian)，比如山東等省份(fen)棄電(dian)已有(you)上揚態勢，除此(ci)之外，火電(dian)進(jin)入深度調(diao)峰的(de)(de)時候(hou)會(hui)(hui)有(you)電(dian)量(liang)，我們把這(zhe)部分(fen)能量(liang)進(jin)行儲存(cun)”；

第三類，光熱(re)場(chang)(chang)景下，通過光熱(re)鏡(jing)場(chang)(chang)進行能(neng)量(liang)的(de)輻(fu)射能(neng)收集。“能(neng)量(liang)輸出(chu)形(xing)式主(zhu)要也分(fen)為(wei)(wei)幾類，如(ru)果要發電(dian)(dian)目(mu)前常(chang)規(gui)的(de)還(huan)是(shi)以汽(qi)輪發電(dian)(dian)機組為(wei)(wei)主(zhu)，根據你(ni)所需要蒸汽(qi)、熱(re)能(neng)多少不同分(fen)類，如(ru)果沒(mei)有(you)發電(dian)(dian)需求，可以采用熱(re)罐或者(zhe)換熱(re)器的(de)形(xing)式，溴化鋰機組以熱(re)制冷也有(you)，那么(me)這(zhe)是(shi)它的(de)能(neng)量(liang)來(lai)源和能(neng)量(liang)的(de)輸出(chu)。”

他將熔鹽儲能的優勢歸納為以下10條：

（1）建設周期短：建設周期約為8~10個月（不含汽(qi)輪機）；12-18個月（含汽(qi)輪機）；

（2）安全性(xing)高：熔鹽在化工和(he)其他領域(yu)已有(you)長期穩(wen)定(ding)安全運行經驗(yan)；通過圍堰(yan)等預防措施即(ji)可完全排除高溫熔鹽泄(xie)露的風險(xian)；

（3）環境友好：熔鹽儲能系統(tong)的制(zhi)造和運行對環境不產(chan)生(sheng)污染；

（4）適用范(fan)圍廣：溫(wen)度(du)靈活可(ke)調，適用范(fan)圍190-570℃；

（5）電(dian)網友好：采用汽輪發電(dian)機組，可(ke)(ke)以為(wei)電(dian)網提供無功功率和轉動慣量，有利于(yu)電(dian)網電(dian)壓穩(wen)定和頻率穩(wen)定；可(ke)(ke)以為(wei)電(dian)網提供調(diao)峰(feng)、調(diao)頻、系統備用和黑啟動等(deng)多(duo)種輔助服務；

（6）使用(yong)壽命長：熔鹽儲能電站使用(yong)壽命長達25~30年；熔鹽近零(ling)耗損，仍可(ke)循環(huan)利用(yong)；

（7）儲熱成(cheng)本低：單位kWh儲熱成(cheng)本約(yue)150-250元(yuan)/kWh；

（8）純(chun)物理變化：全流程無爆炸、燃燒等風險；

（9）儲能(neng)容(rong)(rong)量大：可實現MWh-10GWh大范(fan)圍、大容(rong)(rong)量儲能(neng)；

（10）占地面積(ji)小：熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能系統(tong)占地面積(ji)約5畝(mu)~25畝(mu)（根(gen)據項目(mu)需求(qiu)設計）：500MWh儲(chu)熱(re)量(liang)的(de)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能系統(tong)占地面積(ji)約15畝(mu)，1GWh儲(chu)熱(re)量(liang)的(de)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能系統(tong)占地面積(ji)約20畝(mu)。

2、熔鹽儲能的應用場景及展望

楊(yang)義將熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)的應(ying)用(yong)場(chang)景主要概括為三個方面，分別是光熱(re)、光伏、風電(dian)配儲(chu)能(neng)(neng)（熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)站），火（熱(re)）電(dian)機組靈活(huo)改造以及綜合能(neng)(neng)源服務。

1、光熱(re)、光伏、風(feng)電配儲能

▋光熱領域

楊(yang)義(yi)表示，在(zai)這一部分，熔鹽儲能的第(di)一個(ge)應(ying)用場景在(zai)光(guang)熱領域或者(zhe)沙戈(ge)荒這些大基(ji)地項目。

2021年底，國家發(fa)改委、國家能(neng)源局發(fa)布《關于印(yin)發(fa)

2023年3月底，國家能源局發布(bu)《關于推動(dong)光熱發電規模化發展有關事項的通知》，楊義指出，這其中有兩個非常直觀的數(shu)據：

第一，每(mei)年計劃新(xin)增開工規模(mo)達到300萬千瓦，簡單講就是(shi)30個100兆瓦的項目(mu)；

第(di)二，原則上每10萬(wan)千瓦電站的鏡場面積(ji)不少(shao)于80萬(wan)平方米。

根據這兩個(ge)核心數據，楊義估算，在(zai)(zai)常見的(de)光資源條件(jian)之下，一(yi)個(ge)100兆瓦的(de)項目，配置80萬方的(de)鏡場(chang)，其單項目熔鹽就(jiu)是3萬噸左右了(le)，其年均(jun)光熱(re)領域(yu)或者(zhe)大基地項目開發就(jiu)在(zai)(zai)90萬噸/年。

以二元鹽進行計(ji)算，目前已經批復的項(xiang)目風光互補總(zong)計(ji)約3295兆(zhao)瓦。

▋光熱作為基礎負荷，結合風、光、儲獨立供電

第二個(ge)應用場(chang)景(jing)是除大基(ji)地以外光熱作為基(ji)礎(chu)負荷(he)，結合風、光、儲合力供電，具體(ti)項(xiang)目(mu)如近期(qi)的西藏鹽湖提鋰供能站(zhan)。

▋光熱型熔鹽儲能電站

楊義介紹，光熱型熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站即把光熱發(fa)(fa)電(dian)(dian)改造成一(yi)個類似于抽水蓄能(neng)(neng)(neng)或壓(ya)縮空氣(qi)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)的(de)一(yi)種(zhong)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)型熔鹽電(dian)(dian)站，是以(yi)電(dian)(dian)加熱裝置作(zuo)為(wei)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)輸入，以(yi)高(gao)溫(wen)熔鹽作(zuo)為(wei)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)介質，以(yi)聚光集(ji)熱系統作(zuo)為(wei)能(neng)(neng)(neng)量(liang)補充，以(yi)汽輪發(fa)(fa)電(dian)(dian)機組作(zuo)為(wei)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)輸出的(de)安(an)全、高(gao)效(xiao)和(he)低成本的(de)新型儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站技術。

這種技術的(de)(de)主(zhu)要功能(neng)(neng)是(shi)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、調峰；主(zhu)要特點是(shi)小鏡場、儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)規模(mo)大（GW級）、儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)時(shi)長(chang)長(chang)（4-12小時(shi)）、系統效率高，通(tong)過并聯配置多對(dui)熔鹽儲(chu)(chu)(chu)罐(guan)，可輕易實現大規模(mo)（10GWh級）的(de)(de)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)，對(dui)光伏的(de)(de)消納作用明顯。綜合性能(neng)(neng)可與(yu)抽水(shui)蓄能(neng)(neng)相當，適宜建設為電(dian)網側(ce)、發電(dian)側(ce)的(de)(de)大規模(mo)儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)或共享儲(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)。

▲光熱(re)型(xing)熔鹽儲能(neng)電站與其他儲能(neng)方(fang)式特點(dian)對比

楊義表(biao)示，與抽水(shui)蓄能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)相比，光熱(re)型熔(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)有更(geng)(geng)高的(de)效率提升空間、建設期(qi)更(geng)(geng)短，對(dui)地理條件(jian)要求更(geng)(geng)低(di)，對(dui)周邊生(sheng)態環境沒有負面影響(xiang)，且不(bu)受季節性(xing)(xing)和區域性(xing)(xing)水(shui)資源條件(jian)的(de)限制(zhi)；與壓(ya)縮空氣儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)、飛輪儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)、電(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)相比，儲(chu)能(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)(zhan)規模更(geng)(geng)大(da)，儲(chu)能(neng)(neng)時間、使(shi)用壽(shou)命(ming)(ming)更(geng)(geng)長，安全性(xing)(xing)較好，全生(sheng)命(ming)(ming)周期(qi)環境污染更(geng)(geng)低(di)，且無(wu)需加裝調相機即可提供轉動慣量與無(wu)功(gong)功(gong)率，能(neng)(neng)夠更(geng)(geng)好地保(bao)證電(dian)網的(de)頻(pin)率和電(dian)壓(ya)穩定。

2、火電靈活性改造

據楊義介紹，火電靈活性改造的目的包含以下幾個方面：

（1）超低(di)負荷上網（最低(di)零負荷）；

（2）顯著(zhu)提升機(ji)組調頻(pin)性能；

（3）實現發(fa)電(dian)(dian)與供熱解耦，解決“以熱定(ding)電(dian)(dian)”的(de)難題；

（4）大幅(fu)提(ti)高機組靈活性；

（5）市場規模：十四五期間2億kW——發改(gai)委(wei)能源局《全國煤電機(ji)組改(gai)造升級實施方案》；

（6）熔鹽需(xu)求量(liang)：840萬噸~1680萬噸（按照25%以下出力需(xu)要熔鹽儲能(neng)計算）。

他指出，常規的火（熱）電機組靈活改造方案有兩種：

▋現役火（熱）電機組靈活改造（抽汽蓄熱）

▲汽輪機前端嵌入高溫(wen)熔鹽儲(chu)熱系統(tong)的火電機組工藝圖

該(gai)機組的特點是(shi)：（1）采用(yong)蒸汽(qi)熔(rong)鹽換熱(re)(re)系統，將多(duo)余蒸汽(qi)的能量(liang)(liang)儲存在熔(rong)鹽中(zhong)，熔(rong)鹽儲熱(re)(re)系統布置在汽(qi)輪機前端；（2）可(ke)保持鍋爐在較(jiao)高負荷運行，汽(qi)輪機在較(jiao)低負荷運行，增大發電(dian)出力的調節范圍，提高運行靈活性；（3）實現深度(du)調峰，實現熱(re)(re)電(dian)解耦，能量(liang)(liang)梯級利用(yong)。

▋現役火（熱）電機組靈活改造（電加熱）

▲汽輪機后端嵌入高(gao)溫熔鹽儲(chu)熱系統的火(huo)電(dian)機組工藝圖

該機組的特點(dian)是（1）采用(yong)電(dian)加熱器/高(gao)溫熱泵將汽輪機多(duo)余出力(li)轉化為熱能儲存(cun)在熔(rong)鹽(yan)中，熔(rong)鹽(yan)儲熱系(xi)統(tong)布(bu)置在汽輪機后(hou)端；（2）增大(da)發電(dian)出力(li)的調節范圍，提高(gao)運行靈活性(xing)，實現深度調峰；（3）實現深度調峰，實現熱電(dian)解耦(ou)。

3、園區供能

楊(yang)義表示(shi)，熔鹽(yan)儲(chu)能本身儲(chu)能密(mi)度較高、供(gong)(gong)熱品位(wei)高、供(gong)(gong)熱工(gong)況穩定可調、占地(di)面積小(xiao)，滿足大規模高品位(wei)工(gong)業(ye)蒸(zheng)汽供(gong)(gong)應以(yi)及熱電聯產需求，大規模工(gong)業(ye)園區(qu)清潔(jie)供(gong)(gong)熱的首選。

其市(shi)場規模(mo)：2022年(nian)工業蒸汽需(xu)求約為5.04億GJ，每年(nian)蒸汽需(xu)求增(zeng)速約為3.6%；

熔(rong)鹽需(xu)求：至(zhi)2030年，工業蒸汽年需(xu)求保守約6.69億GJ，如非(fei)谷電段所(suo)需(xu)蒸汽全部采用熔(rong)鹽儲(chu)能(neng)系統儲(chu)存供應，則所(suo)需(xu)熔(rong)鹽量約360萬噸。

楊義(yi)指出，園區(qu)供能常見(jian)的(de)方案是(shi)通(tong)(tong)過電加熱(re)儲存棄風棄光電或谷電，在平時(shi)通(tong)(tong)過蒸(zheng)汽發(fa)熱(re)系統提供蒸(zheng)汽，高(gao)峰(feng)時(shi)也可(ke)以通(tong)(tong)過一(yi)(yi)(yi)個(ge)變壓(ya)機(ji)(ji)組，高(gao)峰(feng)頂的(de)時(shi)候(hou)頂峰(feng)發(fa)一(yi)(yi)(yi)下，或者為電網提供一(yi)(yi)(yi)部分的(de)輔助服務，那么這個(ge)時(shi)候(hou)實際上(shang)它的(de)經濟(ji)性是(shi)否值得去上(shang)一(yi)(yi)(yi)個(ge)汽輪機(ji)(ji)，就(jiu)需(xu)要進行比選，因此他表(biao)示“我們(men)(men)建(jian)議(yi)(yi)是(shi)上(shang)網電價比較(jiao)高(gao)的(de)時(shi)候(hou)，上(shang)一(yi)(yi)(yi)個(ge)變壓(ya)汽輪機(ji)(ji)，但是(shi)如(ru)果上(shang)網電價比較(jiao)低，我們(men)(men)不建(jian)議(yi)(yi)上(shang)汽輪機(ji)(ji)，可(ke)以采用低溫熔(rong)鹽降低一(yi)(yi)(yi)部分投資。”

▲園區供能（熱(re)電聯供）

▲園(yuan)區供能（提(ti)供蒸(zheng)汽）

3、可勝技術在熔鹽領域的研究歷程

據楊義介紹，浙江可(ke)勝技術(shu)股份有(you)限(xian)公司（原“浙江中(zhong)控(kong)太陽(yang)能技術(shu)有(you)限(xian)公司”）（簡(jian)稱“可(ke)勝技術(shu)”）成(cheng)立于2010年(nian)，專注(zhu)于塔式(shi)光熱發電(dian)及熔鹽儲能的技術(shu)研究、裝備(bei)研制與(yu)商業化(hua)推(tui)廣應用。

公司可提(ti)供(gong)技(ji)術咨詢、技(ji)術方(fang)案、裝備供(gong)貨與集成、工程(cheng)與技(ji)術服務及開發運營等整(zheng)體解決方(fang)案。

可勝(sheng)技術(shu)目(mu)前(qian)的(de)業務領域(yu)(yu)主要分為兩方面，一方面，基(ji)于(yu)(yu)熔(rong)(rong)鹽儲能(neng)(neng)的(de)光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)以及多能(neng)(neng)互補發(fa)電(dian)(dian)領域(yu)(yu)，可用(yong)(yong)于(yu)(yu)風電(dian)(dian)、光(guang)伏、光(guang)熱一體化等項(xiang)目(mu)；另(ling)一方面，公(gong)司也在積極開(kai)拓一些(xie)基(ji)于(yu)(yu)熔(rong)(rong)鹽儲能(neng)(neng)的(de)供汽、發(fa)電(dian)(dian)、供冷(leng)等綜合(he)能(neng)(neng)源服務業務領域(yu)(yu)，可用(yong)(yong)于(yu)(yu)在火熱電(dian)(dian)機組靈活性改造、園區清潔能(neng)(neng)源站等場景。

目前，可(ke)勝(sheng)技(ji)術(shu)已經申請了(le)330項(xiang)(xiang)專(zhuan)利，其中239項(xiang)(xiang)是發(fa)明專(zhuan)利，獲得了(le)5次(ci)省市級(ji)的(de)科(ke)學技(ji)術(shu)進步獎，也(ye)(ye)獲得了(le)SolarPACE技(ji)術(shu)創新獎，參(can)與了(le)30項(xiang)(xiang)國家級(ji)、省市級(ji)的(de)科(ke)研項(xiang)(xiang)目，也(ye)(ye)參(can)與了(le)各類IEC、國標一共30項(xiang)(xiang)，包括最近立項(xiang)(xiang)的(de)國標塔式太陽能光熱發(fa)電，熔鹽儲能系統的(de)技(ji)術(shu)要求，也(ye)(ye)是由(you)可(ke)勝(sheng)技(ji)術(shu)牽頭制定。

可勝技術熔鹽儲能研發歷程到現在已有10年，主要經歷了四個階段：

第一階(jie)段：2013年-2015年，杭州熔鹽試驗(yan)裝置建成。

第(di)二(er)階(jie)段：2015-2016年，德令(ling)哈10MW熔(rong)鹽系(xi)統(tong)投運，這是(shi)(shi)全(quan)國(guo)第(di)一座帶(dai)儲能(neng)(neng)的塔式光(guang)(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站(zhan)。楊義表示，“實際上正是(shi)(shi)因(yin)為(wei)有熔(rong)鹽儲能(neng)(neng)系(xi)統(tong)的存在，光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)(dian)才(cai)區別于其他的風電(dian)(dian)(dian)和(he)光(guang)(guang)伏等發(fa)電(dian)(dian)(dian)形式，是(shi)(shi)一個(ge)(ge)穩定可以調度的能(neng)(neng)源，一個(ge)(ge)發(fa)電(dian)(dian)(dian)形式。

第三(san)階段：2017-2019年，參加(jia)第一批國家光熱(re)發電(dian)(dian)示范(fan)項目(mu)——青海中控(kong)德(de)令哈(ha)50兆(zhao)瓦光熱(re)電(dian)(dian)站。

第四(si)階段：2020年至(zhi)今，深(shen)度參與多項熔(rong)鹽儲換熱相關(guan)新技(ji)術(shu)及設備(bei)的研究開發(fa)。