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在6月(yue)13日于浙江杭州召開的(de)2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第(di)十屆年會上，來(lai)自浙江可勝技術股份有限(xian)公司系統(tong)技術部(bu)經(jing)理楊義就《熔鹽儲能系統(tong)的(de)多場景應(ying)用及(ji)經(jing)濟性分析(xi)》作主題演(yan)講，重點對熔鹽儲能的(de)應(ying)用場景及(ji)未來(lai)展望進行(xing)了介紹。

▲浙(zhe)江可勝技(ji)術股份有限(xian)公司系統技(ji)術部(bu)經理(li)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(re)交換形式，主要來源可(ke)能是工(gong)業(ye)余、廢熱(re)、生物(wu)質、天(tian)然(ran)氣等(deng)；

第二(er)類，通過電(dian)(dian)加熱形式，主要來源的(de)電(dian)(dian)可能是谷電(dian)(dian)、風電(dian)(dian)、光伏電(dian)(dian)、調(diao)峰電(dian)(dian)。他(ta)指出“未來東(dong)南(nan)地區(qu)可能也會有(you)(you)風光棄(qi)電(dian)(dian)，比如山東(dong)等省份棄(qi)電(dian)(dian)已有(you)(you)上揚(yang)態勢，除此之外(wai)，火電(dian)(dian)進(jin)入深度調(diao)峰的(de)時候(hou)會有(you)(you)電(dian)(dian)量(liang)，我們把(ba)這部分(fen)能量(liang)進(jin)行(xing)儲存”；

第三類(lei)，光(guang)熱(re)場景下(xia)，通(tong)過光(guang)熱(re)鏡場進(jin)行能量(liang)的(de)輻射能收集。“能量(liang)輸(shu)(shu)出形式(shi)主要(yao)也(ye)分(fen)為幾(ji)類(lei)，如果(guo)要(yao)發(fa)電目前常規的(de)還是(shi)以汽(qi)輪發(fa)電機(ji)(ji)組為主，根據你所需要(yao)蒸汽(qi)、熱(re)能多少不同分(fen)類(lei)，如果(guo)沒有(you)發(fa)電需求，可(ke)以采用熱(re)罐或者換熱(re)器的(de)形式(shi)，溴化鋰機(ji)(ji)組以熱(re)制冷也(ye)有(you)，那(nei)么(me)這(zhe)是(shi)它的(de)能量(liang)來源(yuan)和能量(liang)的(de)輸(shu)(shu)出。”

他將熔鹽儲能的優勢歸納為以下10條：

（1）建設(she)周期(qi)短：建設(she)周期(qi)約為(wei)8~10個(ge)月(yue)(yue)（不含汽輪(lun)機(ji)）；12-18個(ge)月(yue)(yue)（含汽輪(lun)機(ji)）；

（2）安全性高：熔(rong)鹽(yan)在化(hua)工和(he)其他領(ling)域已有長期(qi)穩定安全運(yun)行經(jing)驗；通過圍堰等預(yu)防措施(shi)即可完全排除高溫(wen)熔(rong)鹽(yan)泄露的風(feng)險(xian)；

（3）環(huan)境友(you)好：熔鹽(yan)儲(chu)能系統的(de)制造和運(yun)行對環(huan)境不(bu)產生污(wu)染(ran)；

（4）適用范圍(wei)廣：溫度靈活可調，適用范圍(wei)190-570℃；

（5）電網友好：采用(yong)汽輪發電機組，可以為(wei)電網提(ti)供無功功率(lv)和轉動慣量，有利于電網電壓穩定和頻(pin)率(lv)穩定；可以為(wei)電網提(ti)供調峰、調頻(pin)、系統備用(yong)和黑啟動等多種輔助服務(wu)；

（6）使(shi)用壽命長：熔鹽儲(chu)能電站使(shi)用壽命長達25~30年；熔鹽近零耗(hao)損，仍可循環利用；

（7）儲(chu)熱(re)成本低：單位kWh儲(chu)熱(re)成本約150-250元/kWh；

（8）純(chun)物(wu)理變化：全流程無(wu)爆炸、燃燒等風險；

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

（10）占(zhan)地(di)面積小：熔鹽儲(chu)(chu)能系(xi)統占(zhan)地(di)面積約(yue)(yue)(yue)5畝(mu)(mu)~25畝(mu)(mu)（根據項目需求設(she)計(ji)）：500MWh儲(chu)(chu)熱(re)量的(de)熔鹽儲(chu)(chu)能系(xi)統占(zhan)地(di)面積約(yue)(yue)(yue)15畝(mu)(mu)，1GWh儲(chu)(chu)熱(re)量的(de)熔鹽儲(chu)(chu)能系(xi)統占(zhan)地(di)面積約(yue)(yue)(yue)20畝(mu)(mu)。

2、熔鹽儲能的應用場景及展望

楊義(yi)將熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)的應用場景主要(yao)概(gai)括為三個方面，分別是光(guang)熱、光(guang)伏、風電配(pei)儲能(neng)（熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)電站），火（熱）電機組靈活改造(zao)以(yi)及綜合能(neng)源服務。

1、光熱、光伏、風電配儲(chu)能

▋光熱領域

楊義表示，在這(zhe)一部(bu)分(fen)，熔鹽儲(chu)能的第(di)一個(ge)應用(yong)場景在光(guang)熱領域或者沙(sha)戈(ge)荒這(zhe)些大基地項(xiang)目。

2021年底(di)，國家(jia)發改委、國家(jia)能源局發布(bu)《關于印發

2023年3月(yue)底，國家能源局發布(bu)《關于推(tui)動(dong)光熱發電規(gui)模化發展有關事項(xiang)的(de)通(tong)知》，楊義指出，這其中有兩(liang)個(ge)非常直觀的(de)數據(ju)：

第一，每年(nian)計劃(hua)新增開工規模達到300萬(wan)千瓦，簡(jian)單講就是(shi)30個100兆瓦的項(xiang)目；

第二，原則上每10萬千瓦電(dian)站的鏡場面積不少于80萬平方米。

根據這兩個核(he)心數(shu)據，楊義估算，在(zai)(zai)常(chang)見的光資(zi)源條件之下(xia)，一個100兆瓦的項目(mu)，配置80萬方的鏡場，其單(dan)項目(mu)熔(rong)鹽就是3萬噸(dun)左右了(le)，其年均光熱領(ling)域或者大基(ji)地項目(mu)開發就在(zai)(zai)90萬噸(dun)/年。

以二(er)元鹽進行計算(suan)，目(mu)前已(yi)經批(pi)復的項(xiang)目(mu)風光(guang)互補總計約3295兆瓦(wa)。

▋光熱作為基礎負荷，結合風、光、儲獨立供電

第(di)二個應(ying)用場景是除大基地以外光熱作為(wei)基礎負(fu)荷，結合(he)風、光、儲合(he)力(li)供(gong)電，具體項目如近期(qi)的西(xi)藏鹽湖提鋰供(gong)能站。

▋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)站(zhan)(zhan)即把(ba)光熱發(fa)電(dian)改造成一個類似于(yu)抽水蓄能(neng)(neng)(neng)或壓(ya)縮(suo)空氣儲(chu)能(neng)(neng)(neng)的一種儲(chu)能(neng)(neng)(neng)型熔鹽電(dian)站(zhan)(zhan)，是以(yi)電(dian)加(jia)熱裝置作為(wei)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)輸入(ru)，以(yi)高溫熔鹽作為(wei)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)介質(zhi)，以(yi)聚(ju)光集熱系統作為(wei)能(neng)(neng)(neng)量補充，以(yi)汽(qi)輪發(fa)電(dian)機組作為(wei)電(dian)能(neng)(neng)(neng)輸出的安全(quan)、高效和低成本的新型儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)技術。

這種技術(shu)的主要功(gong)能(neng)(neng)(neng)是(shi)儲能(neng)(neng)(neng)、調峰；主要特點是(shi)小鏡(jing)場、儲能(neng)(neng)(neng)規(gui)(gui)模(mo)(mo)大（GW級(ji)）、儲能(neng)(neng)(neng)時(shi)長(chang)長(chang)（4-12小時(shi)）、系統效率高，通過并(bing)聯配置多對(dui)熔鹽儲罐(guan)，可輕(qing)易實現(xian)大規(gui)(gui)模(mo)(mo)（10GWh級(ji)）的儲能(neng)(neng)(neng)，對(dui)光伏的消納(na)作(zuo)用明顯。綜(zong)合性能(neng)(neng)(neng)可與抽水蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)相當，適宜建設為(wei)電(dian)網(wang)側、發電(dian)側的大規(gui)(gui)模(mo)(mo)儲能(neng)(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)或共享(xiang)儲能(neng)(neng)(neng)電(dian)站(zhan)(zhan)。

▲光熱型(xing)熔鹽儲能電站與其他儲能方式特點對(dui)比

楊義表示，與抽水蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站相(xiang)比(bi)，光(guang)熱型(xing)熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站有更(geng)高的(de)效率(lv)提升(sheng)空間、建設期更(geng)短(duan)，對(dui)地理(li)條件(jian)要求更(geng)低，對(dui)周(zhou)邊生(sheng)態環境(jing)沒有負(fu)面影響，且(qie)(qie)不受(shou)季節性(xing)和(he)區域性(xing)水資源條件(jian)的(de)限制(zhi)；與壓縮空氣儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站、飛輪儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站、電(dian)(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)(neng)相(xiang)比(bi)，儲(chu)能(neng)(neng)(neng)電(dian)(dian)站規模更(geng)大，儲(chu)能(neng)(neng)(neng)時間、使用(yong)壽命更(geng)長，安(an)全性(xing)較(jiao)好，全生(sheng)命周(zhou)期環境(jing)污染更(geng)低，且(qie)(qie)無(wu)需(xu)加裝調相(xiang)機即可(ke)提供轉(zhuan)動(dong)慣量(liang)與無(wu)功功率(lv)，能(neng)(neng)(neng)夠更(geng)好地保證電(dian)(dian)網的(de)頻率(lv)和(he)電(dian)(dian)壓穩定。

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(chao)低(di)(di)負(fu)荷(he)上網(wang)（最(zui)低(di)(di)零負(fu)荷(he)）；

（2）顯著提(ti)升機組調頻性(xing)能；

（3）實(shi)現發(fa)電與供熱解(jie)耦(ou)，解(jie)決“以熱定電”的難題；

（4）大幅提高(gao)機組靈活性(xing)；

（5）市(shi)場規模：十(shi)四五期間2億kW——發改委能源局《全(quan)國煤(mei)電機組(zu)改造(zao)升(sheng)級實施方案》；

（6）熔鹽需(xu)(xu)求量(liang)：840萬(wan)噸(dun)(dun)~1680萬(wan)噸(dun)(dun)（按照25%以下出(chu)力需(xu)(xu)要熔鹽儲(chu)能計算）。

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(duan)嵌入高溫熔鹽儲熱系統(tong)的火電機組工藝圖(tu)

該機組的特點是：（1）采(cai)用蒸汽(qi)(qi)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)換熱系(xi)統，將多余蒸汽(qi)(qi)的能量儲存(cun)在(zai)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)中，熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲熱系(xi)統布置(zhi)在(zai)汽(qi)(qi)輪機前端；（2）可保持鍋(guo)爐在(zai)較高負(fu)荷運(yun)行(xing)，汽(qi)(qi)輪機在(zai)較低負(fu)荷運(yun)行(xing)，增大發電出(chu)力的調節范圍，提(ti)高運(yun)行(xing)靈活性；（3）實現深度(du)調峰，實現熱電解耦，能量梯級利用。

▋現役火（熱）電機組靈活改造（電加熱）

▲汽輪機后端(duan)嵌入高溫熔鹽儲熱系統的火電機組工藝圖

該機(ji)組的特點是（1）采用電加熱(re)器/高溫(wen)熱(re)泵(beng)將(jiang)汽輪機(ji)多余出(chu)力轉化為熱(re)能(neng)儲(chu)存(cun)在(zai)熔鹽中，熔鹽儲(chu)熱(re)系統布置在(zai)汽輪機(ji)后(hou)端(duan)；（2）增(zeng)大發電出(chu)力的調(diao)節范圍，提高運行靈活性，實(shi)現(xian)深度調(diao)峰(feng)；（3）實(shi)現(xian)深度調(diao)峰(feng)，實(shi)現(xian)熱(re)電解(jie)耦(ou)。

3、園區供能

楊義表(biao)示，熔鹽儲能本身(shen)儲能密度較高、供熱品位高、供熱工(gong)況穩定(ding)可調、占地面(mian)積小，滿(man)足大規模(mo)高品位工(gong)業(ye)蒸汽供應以(yi)及(ji)熱電聯產需求，大規模(mo)工(gong)業(ye)園(yuan)區(qu)清潔供熱的首(shou)選。

其市場規模(mo)：2022年工業蒸(zheng)汽(qi)需(xu)求約為(wei)5.04億GJ，每(mei)年蒸(zheng)汽(qi)需(xu)求增速約為(wei)3.6%；

熔(rong)鹽(yan)需(xu)求：至2030年，工業蒸(zheng)(zheng)汽年需(xu)求保守約6.69億GJ，如非谷電段所需(xu)蒸(zheng)(zheng)汽全部采用熔(rong)鹽(yan)儲能系統儲存供(gong)應，則所需(xu)熔(rong)鹽(yan)量約360萬噸。

楊義指出，園(yuan)區供能常見的方案是(shi)(shi)(shi)通過(guo)電(dian)加熱(re)儲存棄(qi)風棄(qi)光電(dian)或(huo)谷電(dian)，在平(ping)時(shi)(shi)通過(guo)蒸汽發熱(re)系統提供蒸汽，高峰(feng)(feng)時(shi)(shi)也可以(yi)通過(guo)一(yi)個變壓(ya)機(ji)組，高峰(feng)(feng)頂(ding)的時(shi)(shi)候頂(ding)峰(feng)(feng)發一(yi)下，或(huo)者為電(dian)網(wang)提供一(yi)部(bu)分的輔助服(fu)務，那么這個時(shi)(shi)候實際上(shang)它的經濟性是(shi)(shi)(shi)否值得去上(shang)一(yi)個汽輪機(ji)，就(jiu)需要進行比選，因此他表示(shi)“我們建議(yi)是(shi)(shi)(shi)上(shang)網(wang)電(dian)價(jia)比較高的時(shi)(shi)候，上(shang)一(yi)個變壓(ya)汽輪機(ji)，但是(shi)(shi)(shi)如果上(shang)網(wang)電(dian)價(jia)比較低，我們不建議(yi)上(shang)汽輪機(ji)，可以(yi)采用低溫(wen)熔(rong)鹽降低一(yi)部(bu)分投資。”

▲園區供(gong)能（熱(re)電聯供(gong)）

▲園區供能（提供蒸汽）

3、可勝技術在熔鹽領域的研究歷程

據(ju)楊(yang)義介(jie)紹，浙(zhe)江可(ke)勝技術(shu)股份有限公司（原“浙(zhe)江中控太陽能(neng)技術(shu)有限公司”）（簡稱“可(ke)勝技術(shu)”）成(cheng)立于2010年(nian)，專(zhuan)注于塔式光熱發電(dian)及熔鹽(yan)儲能(neng)的技術(shu)研究、裝備研制(zhi)與商業(ye)化推(tui)廣(guang)應用。

公(gong)司可提供技術(shu)(shu)(shu)咨詢、技術(shu)(shu)(shu)方案(an)、裝備供貨與(yu)集成、工程與(yu)技術(shu)(shu)(shu)服務及(ji)開(kai)發運營等整體解決方案(an)。

可(ke)勝技術目前(qian)的(de)(de)業(ye)務(wu)領域(yu)主要(yao)分(fen)為(wei)兩方(fang)面(mian)，一(yi)方(fang)面(mian)，基(ji)于(yu)(yu)熔鹽(yan)儲(chu)能(neng)的(de)(de)光熱發電(dian)以及(ji)多能(neng)互補發電(dian)領域(yu)，可(ke)用(yong)于(yu)(yu)風電(dian)、光伏(fu)、光熱一(yi)體(ti)化等項目；另一(yi)方(fang)面(mian)，公司也在(zai)積極開拓一(yi)些基(ji)于(yu)(yu)熔鹽(yan)儲(chu)能(neng)的(de)(de)供汽(qi)、發電(dian)、供冷等綜合能(neng)源(yuan)服務(wu)業(ye)務(wu)領域(yu)，可(ke)用(yong)于(yu)(yu)在(zai)火熱電(dian)機組靈活性改造(zao)、園區(qu)清潔能(neng)源(yuan)站(zhan)等場景。

目前，可(ke)勝(sheng)技(ji)術已經申(shen)請了(le)330項專(zhuan)利，其中(zhong)239項是發明專(zhuan)利，獲得了(le)5次省市(shi)級的(de)科(ke)學(xue)技(ji)術進步獎，也(ye)(ye)(ye)獲得了(le)SolarPACE技(ji)術創新獎，參與了(le)30項國家級、省市(shi)級的(de)科(ke)研項目，也(ye)(ye)(ye)參與了(le)各(ge)類IEC、國標一共30項，包括最近立項的(de)國標塔式太(tai)陽能(neng)光熱發電(dian)，熔鹽儲能(neng)系(xi)統的(de)技(ji)術要求，也(ye)(ye)(ye)是由可(ke)勝(sheng)技(ji)術牽頭制(zhi)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：

第一階段：2013年-2015年，杭州熔鹽試驗裝置建成。

第(di)二階段：2015-2016年，德令哈(ha)10MW熔鹽系(xi)統(tong)投運(yun)，這是全國第(di)一座帶(dai)儲(chu)能的塔式(shi)光熱電(dian)站。楊義(yi)表(biao)示，“實際上正是因為有熔鹽儲(chu)能系(xi)統(tong)的存在(zai)，光熱發電(dian)才區別于其他的風(feng)電(dian)和光伏等發電(dian)形式(shi)，是一個穩(wen)定可(ke)以調度的能源，一個發電(dian)形式(shi)。

第(di)三(san)階(jie)段：2017-2019年，參(can)加第(di)一(yi)批國家光熱(re)發電示范項目(mu)——青海(hai)中(zhong)控(kong)德令哈50兆瓦光熱(re)電站。

第四階段：2020年至今，深度(du)參(can)與多項熔鹽儲換熱相關(guan)新技術及(ji)設備的研究開發。