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▲圖為熔鹽儲能系統。

為(wei)(wei)解決(jue)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)大規模并(bing)網帶來的(de)間歇性(xing)和(he)波動(dong)性(xing)，高(gao)效、可靠的(de)儲能(neng)技(ji)術備受關注，而借(jie)助(zhu)(zhu)成本低(di)廉以及可靠性(xing)高(gao)等(deng)優勢，儲熱電(dian)池(chi)技(ji)術成為(wei)(wei)最新(xin)焦點。近日，西班牙多家研(yan)究機構聯(lian)合發布最新(xin)儲熱技(ji)術突破，推出(chu)了能(neng)將(jiang)系統效率(lv)提高(gao)到112.6%的(de)電(dian)熱能(neng)量轉換裝置，借(jie)助(zhu)(zhu)這一裝置能(neng)將(jiang)可再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)富余電(dian)能(neng)轉化(hua)為(wei)(wei)熱能(neng)并(bing)進行儲存，助(zhu)(zhu)力平(ping)滑可再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)發電(dian)波動(dong)問題(ti)。

儲熱電池走向大眾

西班牙研究機構在報(bao)告中指出(chu)，儲(chu)熱(re)電池系統需(xu)要有效的(de)(de)熱(re)能(neng)和電能(neng)轉換過(guo)程，高(gao)效的(de)(de)系統設(she)計必(bi)不可少，為解決這一問題，該(gai)機構設(she)計的(de)(de)系統利用(yong)空氣作(zuo)為傳熱(re)介質，結合熱(re)泵系統和電阻(zu)系統，有效提高(gao)了儲(chu)熱(re)系統溫(wen)度(du)，在135攝氏度(du)時(shi)可實現112.6%的(de)(de)整體能(neng)量效率，該(gai)技術的(de)(de)突破能(neng)夠讓更多電能(neng)轉化為熱(re)能(neng)并儲(chu)存起來。

從(cong)目前市場(chang)上現有的儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)路(lu)線(xian)來(lai)看(kan)，儲(chu)能(neng)(neng)技術(shu)主要分(fen)為(wei)(wei)物理儲(chu)能(neng)(neng)、電化學(xue)儲(chu)能(neng)(neng)、熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)和化學(xue)儲(chu)能(neng)(neng)等(deng)，可再生(sheng)能(neng)(neng)源大規(gui)模并網推動之(zhi)下，為(wei)(wei)平滑電網，調峰儲(chu)能(neng)(neng)需求(qiu)不斷高漲(zhang)，而單(dan)一技術(shu)路(lu)線(xian)已難以滿(man)足下游龐大的應(ying)用需求(qiu)。以電化學(xue)儲(chu)能(neng)(neng)為(wei)(wei)例(li)，在(zai)業(ye)界看(kan)來(lai)，該技術(shu)路(lu)線(xian)往(wang)往(wang)需要鋰、鎳等(deng)礦產資源，其成本以及安全性(xing)能(neng)(neng)始終(zhong)對其大規(gui)模發(fa)展(zhan)造(zao)成制(zhi)約。

在此背景下(xia)，儲(chu)熱(re)技術(shu)逐步從“小(xiao)眾(zhong)技術(shu)”走(zou)向(xiang)大(da)眾(zhong)視野。據上述研(yan)究機構科(ke)研(yan)人員介紹，熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術(shu)以熔鹽、空(kong)氣、巖石等儲(chu)熱(re)材料為(wei)(wei)媒介，將富余電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)轉化為(wei)(wei)熱(re)能(neng)(neng)(neng)形式(shi)先儲(chu)存起來，在需要時借助蒸汽(qi)渦(wo)輪機等設(she)備轉化為(wei)(wei)電(dian)(dian)能(neng)(neng)(neng)釋放應用。不論對于(yu)集(ji)中(zhong)式(shi)可再生能(neng)(neng)(neng)源電(dian)(dian)站還是分布式(shi)風(feng)光(guang)發電(dian)(dian)項目，儲(chu)熱(re)技術(shu)都具(ju)備一(yi)定的(de)應用空(kong)間，有望(wang)成為(wei)(wei)能(neng)(neng)(neng)源系統管理(li)中(zhong)的(de)重要一(yi)環。

《中(zhong)國(guo)(guo)能(neng)源(yuan)報》記者了(le)解到，儲熱(re)電(dian)池技(ji)術的突破已(yi)(yi)吸引了(le)多(duo)國(guo)(guo)能(neng)源(yuan)行業關注，加拿(na)大、德國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)、美(mei)國(guo)(guo)等國(guo)(guo)均(jun)開(kai)啟了(le)儲熱(re)電(dian)池系統相關實(shi)驗。在我國(guo)(guo)，熔鹽儲能(neng)技(ji)術已(yi)(yi)在火電(dian)靈活性改造(zao)、光熱(re)電(dian)站等多(duo)個(ge)應(ying)用場景嶄露頭角，多(duo)地(di)已(yi)(yi)有熔鹽儲能(neng)項目落地(di)。

或成長時儲能解決方案

在(zai)業界看來(lai)，儲熱(re)(re)電池的(de)應用場景還(huan)在(zai)不斷拓寬。英國機械(xie)工程師協會近期(qi)公開表示，熱(re)(re)能滿足了(le)工業界一半以(yi)上的(de)能源(yuan)需求(qiu)，但(dan)從目前情況來(lai)看，氫(qing)能、電化(hua)學儲能等技術(shu)路線明(ming)顯更加“吸睛”，人們往往忘記了(le)更為簡單的(de)儲熱(re)(re)系統，英國政府應更加重視(shi)儲熱(re)(re)電池技術(shu)。

近期(qi)，美國(guo)國(guo)家可(ke)(ke)再生能(neng)源(yuan)實(shi)驗(yan)室(shi)也發布(bu)了最(zui)(zui)新(xin)儲(chu)熱(re)電(dian)池系統，提出可(ke)(ke)將富余風光電(dian)力轉為熱(re)能(neng)，以沙粒為介質儲(chu)存熱(re)能(neng)。該機構借助最(zui)(zui)新(xin)研發的(de)實(shi)驗(yan)室(shi)試(shi)驗(yan)裝置測(ce)算得出，5天內商業化儲(chu)熱(re)電(dian)池系統熱(re)能(neng)儲(chu)存效(xiao)率可(ke)(ke)達到95%以上(shang)。

美國(guo)國(guo)家可(ke)再生能(neng)(neng)源實驗室研究人員表示(shi)，目前主流的(de)電(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu)鋰電(dian)池(chi)的(de)儲(chu)能(neng)(neng)時長(chang)可(ke)能(neng)(neng)僅有幾(ji)個小時，并不足(zu)以滿(man)足(zu)能(neng)(neng)源系(xi)統(tong)脫碳(tan)需求，為此，長(chang)時儲(chu)能(neng)(neng)技(ji)術(shu)將必不可(ke)少(shao)。利用沙粒(li)作為介質的(de)儲(chu)熱電(dian)池(chi)系(xi)統(tong)不僅可(ke)以實現長(chang)時間儲(chu)能(neng)(neng)，還不依賴稀有金屬礦物原材料，具有顯著(zhu)的(de)供應(ying)鏈優勢。

據市場研究機構麥肯(ken)錫估(gu)算，與(yu)其他低碳(tan)儲能(neng)方式相比，熱(re)儲能(neng)系統在長時(shi)儲能(neng)領域(yu)儲熱(re)電池(chi)系統具備高(gao)(gao)經濟性(xing)，每產生1兆瓦時(shi)電力，氫(qing)儲能(neng)成(cheng)(cheng)本(ben)可達到(dao)65美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)—100美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，配備碳(tan)捕捉與(yu)封存設備的(de)天然氣調峰(feng)設備成(cheng)(cheng)本(ben)高(gao)(gao)達45美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)—55美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)，而儲熱(re)電池(chi)與(yu)熱(re)泵(beng)的(de)組合成(cheng)(cheng)本(ben)僅有15美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)—25美(mei)元(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)。

大規模推廣仍存挑戰

麥(mai)肯錫指出(chu)，如果儲熱電(dian)池系統(tong)實現大規模應用，很可能是最具成本效益的供(gong)暖脫碳途徑之一，同時還(huan)能為電(dian)力部門脫碳提供(gong)穩(wen)定性(xing)和韌性(xing)。

英國謝(xie)菲爾德大學研究人員(yuan)羅伯特·巴(ba)索(suo)普也(ye)認為，熔鹽儲熱系統有望成為未來能(neng)源系統的重要(yao)組成部分(fen)，還能(neng)在工業(ye)領域提供高溫供能(neng)。

不(bu)(bu)(bu)(bu)過(guo)，多家行(xing)業研究(jiu)機(ji)構(gou)也認為(wei)，儲熱電(dian)(dian)池(chi)系統要從(cong)試驗規模(mo)(mo)走向工業規模(mo)(mo)，還需要克服多重困(kun)難。麥(mai)肯錫(xi)認為(wei)，當前儲熱電(dian)(dian)池(chi)系統面臨的最大挑戰是“關注(zhu)(zhu)較少”，盡管該(gai)技(ji)術(shu)路線具(ju)備相(xiang)(xiang)應優勢，在能源系統脫碳過(guo)程(cheng)中應用潛力(li)巨大，但各國政府(fu)部門以及能源行(xing)業對其重視程(cheng)度(du)有(you)所不(bu)(bu)(bu)(bu)足(zu)，與氫能、電(dian)(dian)化學(xue)儲能等(deng)方(fang)式相(xiang)(xiang)比關注(zhu)(zhu)更少。同(tong)時，由于該(gai)行(xing)業處于初步發(fa)展階段，不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)技(ji)術(shu)路線成熟度(du)各有(you)不(bu)(bu)(bu)(bu)同(tong)，從(cong)商業模(mo)(mo)式來(lai)看(kan)仍存在潛在的投資回報風(feng)險。

潛在的安全風(feng)險也不(bu)容小覷。市場研究機構(gou)長城證券(quan)分析指出，熔(rong)(rong)鹽(yan)儲熱(re)系(xi)統應(ying)用規模雖然在不(bu)斷擴(kuo)大，其技術本身也有多(duo)年(nian)應(ying)用歷史，但行(xing)業(ye)內尚未推(tui)行(xing)專門針對(dui)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲熱(re)的安全標(biao)準(zhun)(zhun)，在施工(gong)標(biao)準(zhun)(zhun)、質量(liang)標(biao)準(zhun)(zhun)以及檢測標(biao)準(zhun)(zhun)不(bu)統一(yi)的情況下，行(xing)業(ye)進一(yi)步發(fa)展可能存在安全隱患。