鉅大LARGE | 點擊量:2174次 | 2020年04月14日
儲能市場:新興的熔鹽儲熱技術(shù)
電力存儲市場正在快速發(fā)展,但儲電市場對儲熱技術(shù)的關(guān)注卻并不大,而利用熔鹽儲熱技術(shù)來存儲電能,是否是一條可行的方法呢?
創(chuàng)新型儲熱系統(tǒng)公司Halotechnics正在推進熔鹽儲熱技術(shù)的電網(wǎng)級儲電應用,該公司的CEOJustinRaade認為,利用電能直接加熱熔鹽的可擴展式儲能技術(shù)在電力存儲市場的廣泛應用,也將有利于CSP項目成本的降低。
Raade表示,熔鹽儲熱系統(tǒng)在更廣的電力領(lǐng)域的廣泛應用將新增儲熱型光熱發(fā)電的融資可行性。這是因為電力存儲市場的應用范圍更為廣闊,熔鹽儲熱技術(shù)的廣泛應用可以讓人們更多地認識到這種技術(shù)的價值,其大規(guī)模應用也同時能夠降低其成本、提升其技術(shù)成熟度。
Halotechnics就計劃利用熱能存儲作為一種獨立的電力存儲技術(shù),把廉價的富余的夜間風力發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)榭稍诟叻骞╇娖诶玫碾娔?。實現(xiàn)谷電峰用。
傳統(tǒng)的光熱發(fā)電廠將儲熱系統(tǒng)集合在內(nèi),而利用熔鹽儲電的技術(shù)則直接利用電力將熔鹽加熱后存儲,在要時通過熔鹽放熱,由汽輪機將其重新轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,這使得利用富余電能的電網(wǎng)級儲能成為一種可能。當然,這僅僅是其中一種儲電技術(shù),而且是目前并不太受關(guān)注的一種儲電技術(shù)。
Raade表示,假如我們可以建設(shè)更多的利用熔鹽儲熱技術(shù)的電網(wǎng)級儲能應用項目,人們對這種技術(shù)就會更為熟悉。更多的應用也會推動系統(tǒng)設(shè)計方面的改善,進而驅(qū)動成本降低,從而也可以使帶熔鹽儲熱系統(tǒng)的光熱電站獲得更多的利潤。
在全球都有光熱業(yè)務(wù)部署的阿本戈公司的發(fā)言人表示,其他制造業(yè)的學習曲線證明了在產(chǎn)量新增到一定的規(guī)模時,組件生產(chǎn)成本將處于下降趨勢。我們希望這些曲線也適用于儲能產(chǎn)品或其它光熱組件和產(chǎn)品。
Terrafore公司的AnoopMathur在以前就提出了使用熔鹽儲熱作為一個獨立的電力存儲系統(tǒng)的概念。Mathur在2013年曾建議,可以把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,然后利用汽輪機或其它熱電轉(zhuǎn)換裝置再把存儲的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋km然這個方法的轉(zhuǎn)化效率很低,只能得到你收集能量的40%。但是它在經(jīng)濟上依然是可行的,因為當前電池儲電的成本很高……,并且電池儲能的壽命周期還不到十年。Raade還表示,汽輪機的效率是一個較大的障礙,但現(xiàn)在,這種方法的價格相對電池而言仍具有更好的經(jīng)濟性。
一個傳統(tǒng)的50MW光熱項目的儲熱系統(tǒng)包含有熱罐和冷罐兩個直徑70英尺、高約30英尺的罐子。在直接的儲電應用市場,可以利用現(xiàn)成的工業(yè)電加熱裝置將罐子中約5000噸的熔鹽加熱,在另一端,汽輪機提取罐子中的能量來進行發(fā)電。
在一個天然氣聯(lián)合循環(huán)電站中,這種系統(tǒng)也可以用于取代風道燃燒器。在加利福尼亞的天然氣聯(lián)合循環(huán)(NGCC)電站平均裝機大約600MW,能適用Halotechnics的50MW的儲熱系統(tǒng),它可以與低到150MW裝機規(guī)模的電站匹配。
電站一般都要消耗電網(wǎng)中的部分電能作為寄生性消耗,在加利福尼亞州的非高峰用電期,儲熱系統(tǒng)的電力輸入將從午夜以后富余的風力發(fā)電中獲取。Raade表示,理論上上我們可以在風力發(fā)電場建造儲熱系統(tǒng)和汽輪機組,但是由于汽輪機的成本太高,整體儲能成本將會大幅度提升。正是由于這個原因,更現(xiàn)實的想法是把儲能系統(tǒng)附加到NGCC電站上,因為它已經(jīng)安裝有要從存儲系統(tǒng)提取電能的汽輪機。
加利福尼亞午夜以后的風能將會被轉(zhuǎn)化為熱能保存約一天,來供應第二天傍晚上升的用電負荷。而熔鹽在超過12小時的時間后僅流失近0.5%的熱量,其熱損是相當小的,這也保證了其具有可觀的經(jīng)濟性。
美國加州是對儲能產(chǎn)業(yè)支持力度最大的地區(qū),根據(jù)相關(guān)政策條例,加州公共事業(yè)有義務(wù)在2020年完成購買安裝1.3GW的儲能裝機。Raade表示,電站業(yè)主可以通過新增儲能裝置來獲得額外的政策補貼,獲得更大的經(jīng)濟利益。
加州公共事業(yè)已經(jīng)開始測試并示范電網(wǎng)級儲能技術(shù)的可應用性和商業(yè)化價值,來解決裝機日益上升的可再生能源愈加嚴峻的間歇性問題。2014年,加州的可再生能源發(fā)電裝機上升到21GW,包括水力發(fā)電,占加州總發(fā)電量的24%,這一比例在2020年計劃將達到33%。
電池成本相當于光熱發(fā)電總體能量存儲成本的10倍以上。SolarReserve的CEOKevinSmith此前曾以110MW的配10小時熔鹽儲熱系統(tǒng)CrescentDunes光熱電站為例估算,該項目的總存儲能量為1100MWh,成本大約為8000萬美元。而相對應的是,南加州愛迪生電力公司(SCE)的8MW鋰離子電池儲能示范項目Tecachapi項目,儲能時長4小時,成本為5000萬美元,儲能量僅32MWh,存儲成本約1500美元/kWh。
Halotechnics的熔鹽熱儲能電池假如單純地應用于儲電市場,為50MW電站滿足4小時的儲能需求,總計200MWh的儲能量的成本約為4000萬美元。Raade表示,我們已經(jīng)有了一些基礎(chǔ)設(shè)計方法,在這種規(guī)模下其成本大約是200美元/kWh,經(jīng)濟性超過儲能電池。在當前,利用熔鹽儲熱系統(tǒng)直接存儲電能的成本要低于電網(wǎng)級電池儲能的成本,熔鹽儲熱是有競爭力的。
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