政策红利加持,熔盐储能被看好

[《产业观察》2024年第1期], 国研网 发布于 2024/4/26


2023126日,世界首座电热熔盐储能注汽试验站在中石油辽河油田竣工投产。自从2013年我国第一个采用熔盐储热的光热发电商业电站青海德令哈10兆瓦塔式光热电站投运后,熔盐储能热度渐起。相关数据显示,目前国内正在推进的53个光热发电项目中,有25个采用熔盐储能技术。以硝酸盐为主要储能材料的熔盐储能技术热起来。

熔盐是一种优良的储热介质。当温度升高到熔点温度后,它就从固态转化为液态。熔盐储能,是以液态熔盐作为储热和传热工质,将太阳能光热、低热、工业余热、低品位废热、谷电等转化为热能储存在熔盐中,在需要时释放热能。熔盐储能不仅可应用于光热发电,还可应用到煤电调峰、供暖、工业园区供热等领域。尤其是在连续几天无光照的极端气象条件下,熔盐储能可通过天然气、甲醇及生物质等备用燃料为系统提供电力,可替代煤电机组在系统中发挥作用。

政策红利加持,储能被看好。20211026日,国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》指出,“在绿色低碳科技创新行动中,要推进熔盐储能供热和发电示范应用。推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地”。该文件极大地提振了熔盐储能产业的信心。

据悉,国内现已并网或试运行并网的9个光热发电项目均集中于西北地区,其中甘肃、青海、内蒙古与新疆分别占比37%36%18%9%,合计规模达550兆瓦。辽河油田电热熔盐储能注汽试验站将油田回用软化污水与高温熔盐换热产生的湿饱和蒸汽用于油田注汽生产,综合效率从熔盐储能发电系统的35%提高到90%以上。

山东、浙江、安徽的熔盐储能项目也在迅速发展。

20221230日,山东省能源局印发的《山东省新型储能工程发展行动方案》提出,推广熔盐储热、固体蓄热等热储能技术,探索提升传统火电调节性能,到2025年建设新型储能项目270万千瓦。山东华阳迪尔化工股份有限公司是山东省内率先形成硝酸-高纯硝酸盐-熔盐一体化硝酸产业的龙头企业,2023年前3个季度,熔盐级硝酸盐销售订单量超过1.2万吨。该公司董事长孙立辉表示:“公司抢先布局熔盐储能新兴市场,已经完成熔盐级硝酸钾的量产及销售,是当前国内少数直接生产熔盐级硝酸钾的企业之一。未来公司将继续以供应优质熔盐储能新材料为目标,更好地实现企业价值。”

20235月,安徽省能源局批复国家能源集团安徽公司系统容量1110兆瓦时的熔盐储能项目为技术创新项目。该项目采用高低温双罐熔盐储能系统。电网调峰时,将热量存储到高温熔盐罐内,锅炉和汽轮发电机组解耦调峰,为新能源发电让出空间;电网顶峰时,释放存储在高温熔盐中的热量,增加发电机组出力。该项目已通过技术可行性专家论证,计划2024年底前投产。该项目为全国首个熔盐储能替代电化学储能项目。

浙江省能源局相关负责人介绍,熔盐储能是浙江省新型储能发展的导向性技术之一。浙江省鼓励探索多元技术路线,液态空气储能技术、钛酸锂电池技术、铁-铬液流电池技术、锌镍空液流电池技术等均将在浙江落地示范。

据悉,常见的熔盐种类包括硝酸盐、氟化物盐、氯化物盐、碳酸盐等。其中,硝酸盐具有熔点低、比热容大、热稳定性高、腐蚀性相对较低等优点。美国1996年投运的10兆瓦塔式光热电站奠定了二元硝酸熔盐(60%硝酸钠+40%硝酸钾)在太阳能光热发电领域的应用基础。目前全球光热发电装机容量最多的西班牙,一半的投运电站采用二元硝酸熔盐作为储热介质。这些熔盐储热系统已安全稳定运行了17年。我国已经并网发电的光热电站也均采用二元硝酸熔盐作为储热介质。

伴随光伏/风电-光热一体化项目陆续落地,熔盐储能需求将集中释放。开源证券研报显示,国内在建/拟建的3.01吉瓦光热发电系统配套储能带来的熔盐需求增量预计将达102万吨,硝酸钠与硝酸钾的需求量分别为61万吨和41万吨。

随着后续光热发电项目的推进以及新的应用场景需求不断开发,熔盐现有产能可能无法满足需求。需求的增长给熔盐相关企业带来了扩张的机会。虽然硝酸产业产能过剩,但熔盐级硝酸盐产能有限。加之熔盐订货批量性集中,在某个供货阶段往往呈现短缺局面。

常州龙腾光热科技股份有限公司总经理俞科称,熔盐储能属于熔盐市场的一个新领域,当前生产企业不多。山西沃锦新材料股份有限公司营销技术总监王洪国说,受制于使用温度超过550摄氏度,熔盐级硝酸钠对于氯离子、镁离子和亚硝酸根离子及其他杂质含量要求较高。同时,熔盐级硝酸钠生产受环保、安全、排污等多重政策影响较大,产能扩建、立项建设、投运都需要一定的时间周期。

为了满足市场需求,不少硝酸企业已经开始募集资金加大投资,积极布局熔盐储能产业。

青海盐湖硝酸盐业股份有限公司2017年就向西班牙出口熔盐级硝酸钾和硝酸钠。20239月,青海盐湖沃锦储热技术有限公司成立,青海盐湖是5家股东之一,当日青海盐湖的40万吨熔盐项目正式复工复产。

云图控股目前拥有硝酸钠和亚硝酸钠产能15万吨,质量已达到熔盐级产品要求。云图控股旗下湖北云图熔盐科技有限公司总经理郭强表示,云图控股正在规划新建20万吨硝酸钠和亚硝酸钠产能,并将利用硝酸、硝铵、氯化钾的产业链优势,拓展熔盐级硝酸钾产业链。

迪尔化工就是积极布局熔盐产品的企业之一。孙立辉表示,在我国新能源产业逐步向高质量跃升发展的背景下,可应用于光热发电、火电机组灵活性改造、零碳园区清洁供热供气等场景的熔盐储能技术前景广阔,公司看好熔盐级硝酸盐产品市场。

也有业内人士对市场热度高涨表现冷静。

安徽华尔泰化工股份有限公司业务主办汤候贵称,硝酸生产技术门槛并不高,国内隐藏产能还很多,熔盐储能有产能过剩的风险。浙江可胜技术股份有限公司系统技术部经理杨义认为,虽然很多化肥级硝酸钾纯度不高,但经过两到三度提纯也能达到储能需求。“我们期待相关厂商在熔盐储能市场逐渐培育起来时,同步转型升级,长期稳定供给熔盐级硝酸钾。”他说。

中国无机盐工业协会熔岩储能专业委员会秘书长武娜指出,硝酸盐用途广泛,市场相对稳定。从国家对新能源包括储能在内的产业支持和政策倾向来看,未来几年熔盐需求快速增长。但是,既要看到机遇,也应规避潜在风险,在产业发展的过程中应兼顾拓展下游应用、加快与国际市场对接,避免产能过剩。

与此同时,熔盐储能技术方面还存在亟待攻克的难题。

北京工业大学环境与生命学部教授吴玉庭长期从事熔盐传热储热的研发工作。他表示,研发更低熔点、更宽液体温域、低腐蚀性的熔盐是学术界的研究重点。目前二元混合硝酸盐的熔点约在220摄氏度,但这个熔点相对较高,在熔盐循环过程中容易发生冷凝冻管,导致系统失效。低熔点熔盐可以降低系统预热能耗。

国家光热联盟专家委员会副主任委员孙锐则表示,随着光热发电技术进步,尤其是超临界二氧化碳循环发电技术的开发和应用,需要进一步提高熔盐的上限工作温度。而熔盐在压缩空气储能、燃煤机组的灵活性改造和清洁能源供热等各种应用场景中,则需要降低熔盐的下限工作温度。这都对熔盐储能技术提出新的需求。

看来,熔盐储能产业从技术和产业上看都是刚刚起步,企业应稳步推进。

© 天津科技网 版权所有
津ICP备05001152号 津公网安备 12010302000961号