长时储能的新赛道上,多种技术正在加速竞逐,谁最有可能成为其中的王者?
液流电池、压缩空气储能、重力储能?储能行业的玩家们通常不会想到的答案是光热熔盐储能。
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基础的原理
光热发电系统包括太阳能集热、传储热、发电三大模块,其工作原理是通过集热器收集太阳辐射,加热吸热器中的传热工质,与熔盐换热后加热水产生高温高压的蒸汽,推动发电机组发电。其最突出的特点是储能装置集成于整个系统,后端的发电流程与传统的火电机组无甚差异。
上图展示了一个典型的熔盐塔式光热储能电站的系统原理,得益于其集发电与储能于一体的特点,光热发电具有电力输出稳定、可靠、灵活可调等特性,不仅可以作为电力系统的基荷电源和长周期调峰电源,同时还能提供稀缺的转动惯量,还可兼顾供热,在新时代高比例可再生能源供能系统中不可或缺。光热发电自带的熔盐储能具有大容量、长时间、低成本、安全、环保的显著优势,特别是在更为可贵的长时储能方面,光热电站的综合储能优势更加突出。
在发电侧,光热发电发储一体具备同步电源和储能的双重特性,根据我国2018年投产的三座光热发电示范项目的验收结果,光热电站调峰深度最大可达80%,且升降负荷速率可达每分钟3%~6%的额定功率,热启动时间约25分钟、冷启动时间1小时左右,调节性能优于传统煤电机组。
当前,国内在开发的配套光热熔盐系统的风光大基地项目,其普遍配置的储能时长都在8~16小时之间,远高于传统的电化学储能方式,展现了其长时大规模储能的优良特性。
熔盐储能的使用寿命可达30年,运行稳定性好、无爆炸、火灾等危险,具备安全友好等特性。据测算,为光伏配置20%熔盐储能服务可以有效解决光伏弃光问题,同时在相同的储能调峰补贴下,光伏+光热储能调峰电站的综合上网电价要低于传统的光伏+锂电池储能。
另外,基于熔盐储能的优良特性,其在工业蒸汽、火电灵活性改造、高温余热回收等领域的市场应用亦在持续增长。
什么是高温熔盐储能?
熔盐是指熔融态下的液体盐
这个盐可不是我们日常吃的食用盐
而是无机盐
如碱金属、碱土金属的卤化物
以及硝酸盐、硫酸盐等熔盐在标准温度和大气压下为固态
而在温度升高到一定程度之后转化为液态
是一种优良的传热储热介质
熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力
和高体积热的特点