商业化加速！熔盐储热技术应用场景日益拓宽
发布日期：2022/11/21
熔盐储热技术是通过用光热、风电、光伏、夜间低谷电、工业废热等加热熔盐来存储可再生能源或低谷电能。随后，在有用能需要时通过与水换热，产生热水或水蒸汽直接供热，或利用水蒸气驱动涡轮机工作对外发电。
熔盐储热系统主要材料／设备包括：熔盐（是一种低成本、长寿命、传热储热性能好的高温高热通量和低运行压力的介质，在储热中使用的熔盐通常是硝酸盐混合物，如光热电站中最常用的二元熔盐就是硝酸钠60%和硝酸钾40%的混合物）、熔盐储罐、熔盐泵、电加热器、蒸汽发生器、过热器、蒸汽水换热器等。
其具有发电灵活、储能规模大时间长、使用寿命长、环保安全等特性，在储热调峰方面的优势尤为突出。基于这些特性，近两年熔盐储热技术逐渐脱颖而出，走进了更多人的视野中，熔盐储热的应用场景也随之丰富。
一、已成功驾驭的应用场景
1、光热发电
在常规光热电站场景中，熔盐储热在热盐罐与冷盐罐双罐循环中实现。冷熔盐贮罐内的熔盐经熔盐泵输送到太阳能集热器内，熔盐吸收热能升温后进入热熔盐储罐中，随后高温熔融盐流进熔盐蒸汽发生器，产生过热蒸汽驱动蒸汽涡轮机运行发电，而熔盐温度降低后流回冷熔盐储罐。
在该场景中，熔盐热容高的特性得以充分发挥，使电站即使在夜间也可以利用热储罐中的高温熔盐进行发电。截至目前，我国已建成多个此类项目，大型商业化光热发电项目总装机规模已超500MW。
2、火电灵活性改造
火电灵活性通常指火电机组的运行灵活性，即适应出力大幅波动、快速响应各类变化的能力，主要指标包括调峰幅度、爬坡速率及启停时间等。火电机组在低负荷运行过程中，火焰在炉内的充满程度会比高负荷时差，负荷降低到一定程度时，由于炉内温度下降，导致每分气流的着火距离增大，同时火焰对炉壁辐射损失相对增加，所以就容易出现燃烧的不稳定，甚至锅炉熄火。
在火电灵活性改造场景中，通过熔盐储热技术，火电机组的深度调峰能力大幅增长，即在极低负荷下，熔盐储热系统进行灵活放热，根据需求按量放热，可极大降低燃料用量。
此外，由于熔盐具有造价低，使用寿命长等特性。与现有的火电机组调峰技术相比，蒸汽加热熔盐储能的火电调峰技术具有能耗更低、运行更节能可靠、改造成本低等优点。
目前，国内已有熔盐储热技术火电灵活性改造案例，如江苏靖江发电厂的熔融盐储能项目。项目成功投产后，该模式将复制到江苏国信旗下的十余家发电厂，有望形成产生上亿元的收益。
同时，粤泷发电公司熔盐储能调峰供热灵活性改造项目、靖煤集团白银热电灵活性改造项目、国能龙山电厂600MW火电机组熔盐储热调峰灵活性改造项目、北方魏家峁煤电1号机组高温蒸汽熔盐储热工程等更多利用熔盐储热技术的火电灵活性改造项目已在路上。
3、产业园区供热
在产业园区供热场景中，园区通过利用规模化的绿电与熔盐储能技术，在电网低谷时段把过剩的绿电（风电或光伏）储存在高温熔盐中，在高峰、尖峰时段利用储存的热能换热对外供热或发电。通过熔盐储能供热系统及汽轮发电系统实现对园区供热、供电，可在全负荷顶峰响应电网需求。
10月20日，由CSPPLAZA平台常务委员会员单位西子洁能承建的浙江省最大用户侧熔盐储能项目、国内在建的最大规模熔盐储能项目——绍兴绿电熔盐储能示范项目在绍兴柯桥区天实低碳产业园正式产汽试运行。这标志着熔盐储热技术又成功征服另一商业应用场景。
该项目利用规模化绿电与熔盐储能技术，在电网低谷时段把过剩的绿电（风电或光伏）储存在高温熔盐中，在高峰、尖峰时段利用储存的热能换热对外供热或发电。据计算，该项目每年可发电6370万kWh，年供蒸汽量84万吨，年可节约标准煤15.5万吨，减排二氧化碳约29万吨。在全负荷顶峰满足电网需求的同时，还具有参数高、效率高、存储时间长、成本低等优势。
二、有望攻克以下新兴市场
1、酒厂
酿酒行业，酿酒效率与企业产能息息相关，在原料和工艺相同的情况下，“电酿酒”可增加6%的出酒率，酒质可达优级。但“电酿酒”存在热能损耗高、蒸气气压无法灵活控制、冬季供热能源偏紧等问题，如何减少热能损耗、灵活控制蒸汽气压、降低供热能源使用量是每个酒厂的痛难点。熔盐储热技术的不断发展，它的性能与成就开始映入酿酒行业眼帘。使用熔盐储热技术来解决企业痛点，也被赋予众望。
图：“电酿酒设备”
2021年汾酒集团与大地控股拟携手共建“光热-熔盐储能”示范项目，全力协助汾酒集团开展低碳清洁能源替代，实现二氧化碳逐年减排，助力汾酒集团实现绿色汾酒、生态汾酒、零碳汾酒的新业态新模式。
近日，中国南方电网发文称遵义供电局为满足茅台区域白酒产业25%的存量酒甄开展“电酿酒”改造的电力需求。计划引入和组织开发定制化的酿酒专业电锅炉、熔盐谷电储热蒸汽系统等新技术，解决酿酒企业电能替代痛点。
2、钢铁厂
相关数据显示，钢铁行业的钢铁制造工艺流程中，仅有30%～50%的能量得到有效利用，剩余大量能量则以余热形式存在，余热资源广泛分布于各工序生产过程中，回收潜力巨大。
图：钢铁厂余热分布
在该场景中使用熔盐储能技术可以将间歇性高温余热资源转化为连续可调可控的高温蒸汽热能，大幅增加发电功率和效率，改善余热发电的经济性，也能够提高余热发电的灵活性，满足负荷跟踪和电网调峰需求。
3、共享储能电站
去年7月国家发改委、国家能源局联合发文明确“鼓励探索建设共享储能”后，山东、湖南、浙江、青海、河南、内蒙古等20多个地方能源主管部门相继出台配套政策，把共享储能作为开发建设储能电站的重要方向。基于熔盐储热技术的共享储能电站看到发展曙光。
乘政策东风，基于熔盐储热技术的共享储能电站的规划也正在慢慢展开。天津滨海光热发电投资有限公司迅速抓住机遇，积极布局熔盐型共享储能电站。
今年五月底滨海光热全资子公司金钒源储成功签约600MW/3600MWh的高温熔盐共享储能调峰调频电站及生物质综合利用年产4万吨活性炭项目；
去年的12月份，天津滨海光热技术研究院有限公司就与甘肃金昌市发改委、华电集团甘肃分公司签约，拟打造一个基于熔盐储热技术的600MW/3600MWh共享储能电站，目前该项目已完成备案。
综上，在各方积极践行双碳目标的大背景下，熔盐储热技术在降低生产成本、提高企业效益、节约不可再生能源、减少碳排放、回收废弃热能、电能等方面拥有着巨大的潜力，未来也有望与更多行业联姻，携手构建更加绿色的能源体系。
来源：发热发电网
