CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：以煤電為代表的化石燃料發(fā)電廠正在走向衰亡，大量工人面臨失業(yè)，采用儲(chǔ)熱技術(shù)與傳統(tǒng)電廠結(jié)合，是否能為其延續(xù)壽命？

CSPPLAZA此前發(fā)布的一篇題為《燃煤電廠或可借儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)“延年益壽”》的報(bào)道，介紹了全球領(lǐng)先的光熱發(fā)電技術(shù)供應(yīng)商西班牙Abengoa公司和德國(guó)工程咨詢公司SolEngCo等相關(guān)光熱企業(yè)正在密切關(guān)注和探索儲(chǔ)熱型光熱發(fā)電技術(shù)在落后燃煤電廠改造中的應(yīng)用潛力和市場(chǎng)機(jī)遇。

無(wú)獨(dú)有偶，來(lái)自澳大利亞紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)的科學(xué)家們也在積極嘗試用儲(chǔ)熱技術(shù)來(lái)拯救面臨淘汰危機(jī)的化石燃料電站，目前他們已成功研發(fā)出一種名為MGA的新型儲(chǔ)熱材料，有望為傳統(tǒng)的化石燃料電站賦予新生命，使它們可以實(shí)現(xiàn)無(wú)排放“綠色運(yùn)行”。

圖：研究人員Alex Post和Erich Kisi

去年，研發(fā)人員還專門成立了MGA Thermal公司，致力于推進(jìn)該技術(shù)走向商業(yè)化并應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)目。

儲(chǔ)能技術(shù)的重要性正日益凸顯

隨著可再生能源的大規(guī)模部署，儲(chǔ)能技術(shù)已越來(lái)越受到人類的重視。

因?yàn)樘?yáng)能和風(fēng)能等主要的可再生能源均為間歇性能源，能量的生產(chǎn)與輸送并不連續(xù)穩(wěn)定，因此若要實(shí)現(xiàn)100%使用可再生能源就必須借助儲(chǔ)能技術(shù)，使多余的能量及時(shí)儲(chǔ)存并在需要時(shí)釋放。

目前鋰電池蓄電技術(shù)價(jià)格相對(duì)昂貴，且只能用于短期能量?jī)?chǔ)存。抽水蓄能可以實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的能量?jī)?chǔ)存，但卻有較大的廠址局限性，只能在特定條件的地區(qū)建設(shè)。

因此，我們需要一種既經(jīng)濟(jì)又普遍適用的儲(chǔ)能方案，能夠大規(guī)模推廣且可以在晚上用電高峰提供6-8個(gè)小時(shí)的可調(diào)度電力。

MGA蓄熱單元可以儲(chǔ)存1整天甚至長(zhǎng)達(dá)1周的能量，這便可以填補(bǔ)蓄電池和抽蓄電站之間中等儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)的“技術(shù)空白”，并可以在需要時(shí)調(diào)度間歇性的可再生能源。

可像積木一樣堆疊和組合，安全可回收

MGA是一種混色間隙合金，這種新型材料可被制成磚塊等固定形狀形成蓄熱單元，而太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源在高峰時(shí)產(chǎn)生的多余能量可以被轉(zhuǎn)化成熱量并儲(chǔ)存在上述蓄熱單元中，待需要時(shí)這些熱量可以作為煤炭等化石燃料的替代品，與水換熱生產(chǎn)水蒸氣進(jìn)而推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，并實(shí)現(xiàn)零排放。

這些蓄熱單元可以像積木一樣堆疊和組合，可以靈活增加或減少，以滿足發(fā)電量或熱量的需求變化。

了解MGA蓄熱模塊加工全過(guò)程可觀看如下視頻：

此外，研究人員表示，與某些其它燃料不同的是，MGA模塊安全且無(wú)毒，沒(méi)有爆炸或泄露的風(fēng)險(xiǎn)。

同時(shí)，MGA模塊的使用壽命預(yù)計(jì)為25-30年，之后還可以進(jìn)行回收。被回收的模塊可以被很容易的分成單獨(dú)的材料然后重新再被加工成MGA模塊，也可以作為其他用途的原材料進(jìn)行使用。

MGA技術(shù)改造燃煤電站可實(shí)現(xiàn)“雙贏”

按照研發(fā)團(tuán)隊(duì)設(shè)想，利用MGA模塊改造已退役或即將退役的燃煤電廠，可以助力人類社會(huì)平滑過(guò)渡到可再生能源時(shí)代。

欲詳細(xì)了解可觀看如下視頻：

在未來(lái)的二十年中，包括澳大利亞在內(nèi)的全球很多國(guó)家的燃煤電廠都將退役或被停用，MGA Thermal公司希望通過(guò)MGA蓄熱新技術(shù)來(lái)對(duì)這些燃煤電站進(jìn)行改造并延續(xù)它們的運(yùn)行壽命，從而使這些電站得以保存并繼續(xù)保留雇員的工作崗位。

據(jù)研發(fā)人員介紹，目前開(kāi)發(fā)出的MGA儲(chǔ)熱模塊尺寸為20cm x 20cm x 16cm，由金屬混合物組成，在被加熱時(shí)有一些成分會(huì)熔化發(fā)生相變，有一些則不會(huì)。就像一塊放在微波爐里加熱的碎松餅一樣，由蛋糕和巧克力屑制成的松餅在加熱時(shí)巧克力屑會(huì)熔化，但蛋糕卻不會(huì)熔化且可以保持原有形狀。

運(yùn)行時(shí)，這些像積木一樣的MGA模塊一方面能夠儲(chǔ)存能量，另一方面可以將水加熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽。燃煤電站需要完成的改造工作其實(shí)很簡(jiǎn)單，將原有的鍋爐拆除利用MGA儲(chǔ)熱模塊替代即可。MGA與水換熱所生產(chǎn)的蒸汽可以驅(qū)動(dòng)渦輪和發(fā)電機(jī)發(fā)電，既可以替代燃煤提供熱量又沒(méi)有任何污染和排放。

談到如何與水換熱來(lái)生產(chǎn)蒸汽？研發(fā)人員介紹，設(shè)計(jì)時(shí)可以將MGA模塊內(nèi)部預(yù)留管道，通過(guò)管道將水泵入其中來(lái)實(shí)現(xiàn)換熱。另外，也可以采用MGA模塊與專用熱交換器直接接觸換熱。

MGA Thermal的聯(lián)合創(chuàng)始人Erich Kisi教授表示：“燃煤電廠的排放是導(dǎo)致全球變暖的單一最大溫室氣體來(lái)源，燃煤電廠轉(zhuǎn)型是一種雙贏的方式，既能提供清潔的基荷電力，又能避免電廠關(guān)閉造成的就業(yè)崗位流失?！?/p>

試點(diǎn)生產(chǎn)工廠將于明年下半年投運(yùn)

今年7月份，MGA Thermal公司獲得了澳大利亞聯(lián)邦工業(yè)創(chuàng)新和科學(xué)部495000澳元的資助，該筆資金將用于在新南威爾士州紐卡斯?fàn)柦ㄔO(shè)一座試點(diǎn)生產(chǎn)工廠，該項(xiàng)目將于明年下半年投入運(yùn)行，旨在大規(guī)模生產(chǎn)出具備價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力的、可應(yīng)用于大型商業(yè)化項(xiàng)目的MGA模塊。

此外，MGA Thermal公司還與瑞士公司E2S Power AG達(dá)成合作，將在歐洲燃煤發(fā)電行業(yè)測(cè)試該技術(shù)。從明年開(kāi)始，他們將一起利用MGA技術(shù)來(lái)對(duì)部分燃煤電廠進(jìn)行改造，并進(jìn)一步驗(yàn)證該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的經(jīng)濟(jì)性。

據(jù)研發(fā)人員介紹，從實(shí)驗(yàn)室測(cè)試結(jié)果來(lái)看，與鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)相比，MGA的儲(chǔ)能成本要低很多。

目前鋰離子電池的儲(chǔ)能成本約為200澳元/kWh，如果考慮入網(wǎng)成本則會(huì)進(jìn)一步增加。而MGA Thermal公司試點(diǎn)工廠的建設(shè)目標(biāo)是：包含所有附屬基礎(chǔ)設(shè)施的條件下整個(gè)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)50澳元/kWh的儲(chǔ)能成本。

不過(guò)，MGA Thermal公司也清醒地認(rèn)識(shí)到MGA蓄熱材料的短板：響應(yīng)時(shí)間要比蓄電池慢得多。蓄電池的響應(yīng)時(shí)間可以以毫秒來(lái)計(jì)算，在扮演短時(shí)調(diào)峰或承擔(dān)高峰電力供應(yīng)方面具有較大優(yōu)勢(shì)。反觀MGA技術(shù)的響應(yīng)時(shí)間則要超過(guò)15分鐘，但是它的存儲(chǔ)容量會(huì)更大一些。

研究人員認(rèn)為，在具備條件的情況下，將蓄電池、MGA模塊和抽蓄這三種方式有機(jī)組合起來(lái)就可以既滿足大規(guī)模儲(chǔ)能的需要，又可以針對(duì)可再生能源的波動(dòng)性進(jìn)行快速響應(yīng)。

與任何新技術(shù)一樣，MGA模塊儲(chǔ)能技術(shù)必須經(jīng)過(guò)財(cái)務(wù)方面的證明，才能被行業(yè)接受并廣泛應(yīng)用于商業(yè)化項(xiàng)目。隨著試點(diǎn)生產(chǎn)工廠的建設(shè)和實(shí)際應(yīng)用測(cè)試的穩(wěn)步推進(jìn)，該技術(shù)的首次全面展示即將到來(lái)。一旦成功，該技術(shù)將使燃煤電廠實(shí)現(xiàn)清潔化運(yùn)營(yíng)，并為這些電廠工人的未來(lái)帶來(lái)希望。