熔鹽儲能的性能指標(biāo)如何?未來有著怎樣的發(fā)展空間?

▲山西沃錦新材料股份有限公司(并盛化工)營銷技術(shù)王洪國

6月12日，2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會在浙江杭州盛大召開，山西沃錦新材料股份有限公司(并盛化工)營銷技術(shù)王洪國，為大家?guī)碇黝}演講《熔鹽儲能新材料的市場現(xiàn)狀和發(fā)展展望》，并對以上問題進(jìn)行了詳細(xì)的解答。

市場現(xiàn)狀

王洪國表示，截至2022年底，煤電靈活性改造規(guī)模累計(jì)約2.57億千瓦，抽水蓄能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到4579萬千瓦，新型儲能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到870萬千瓦。新能源消納形勢穩(wěn)定向好，全國風(fēng)電、光伏發(fā)電利用率達(dá)到97%、98%，特別是西北地區(qū)風(fēng)電、光伏發(fā)電利用率達(dá)到95%、96%，同比提升0.8個百分點(diǎn)、1.0個百分點(diǎn)。

▲目前首批光熱發(fā)電電站運(yùn)行項(xiàng)目

性能指標(biāo)

以工業(yè)硝酸鈉國標(biāo)GB/T4553-2016的一個針對熔鹽級的國家標(biāo)準(zhǔn)為例，其中中間是要求值。硝酸鈉是大于等于99.7%的組分含量，重點(diǎn)關(guān)注的是水分、氯化物、鎂離子等影響腐蝕和結(jié)垢核心指標(biāo)。

▲硝酸鈉技術(shù)指標(biāo)

在硝酸鈉的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，氯化物是以氯化鈉的形式計(jì)量，但在熔鹽標(biāo)準(zhǔn)國標(biāo)36376 2018中，太陽能熔鹽硝基型標(biāo)準(zhǔn)里面的氯化物變成了氯離子。

山西沃錦和并盛化工所做的產(chǎn)品目前的硝酸鈉組分含量指標(biāo)如上圖所示，當(dāng)然其中還有一個硝酸鎂的控制。

▲硝酸鉀技術(shù)指標(biāo)

王洪國介紹，硝酸鉀的技術(shù)指標(biāo)在工業(yè)國標(biāo)GB/T1918-2021標(biāo)準(zhǔn)中屬于II類I型，這里面硝酸鉀的標(biāo)準(zhǔn)組分主含量大于99.6%，關(guān)鍵點(diǎn)還是氯離子和鎂離子，氯離子是影響腐蝕性的重要因素，它不僅僅影響儲罐，如果僅僅是儲罐腐蝕，通過加厚儲罐的罐壁很容易就可以解決，但在整個熔鹽儲能系統(tǒng)中，除了儲罐的影響因素，還包括吸熱器、管道、換熱器系統(tǒng)和儀表所有相關(guān)和熔鹽接觸點(diǎn)。

王洪國表示，山西沃錦新材料針對熔鹽級硝酸鉀產(chǎn)品的氯離子實(shí)際可以做到小于等于0.01%，這是有相關(guān)檢測機(jī)構(gòu)和共獲項(xiàng)目第三方檢測報告的。

同時工業(yè)品的鎂離子是影響結(jié)垢及熔鹽在系統(tǒng)中換熱系統(tǒng)效率下降最大的影響因素之一。

為什么會提到銨鹽?他表示，硝酸銨實(shí)際上就是炸藥，銨殘留聚集在密閉儲能系統(tǒng)，若堆積量占比高，如果有引爆點(diǎn)、火星可能就會導(dǎo)致硝酸銨爆炸，因此在密閉系統(tǒng)中硝酸銨銨鹽部分控制將來也是大家要特別關(guān)注的點(diǎn)。

▲熔鹽技術(shù)指標(biāo)

最后，王洪國展示了整個熔鹽產(chǎn)品混合之后的技術(shù)參數(shù)，他表示，在國家標(biāo)準(zhǔn)中，太陽能熔鹽(硝基型)標(biāo)準(zhǔn)是0.03%的氯離子，而沃錦新材料提供的產(chǎn)品直接可以承諾做到0.02%，但是產(chǎn)品在客戶檢測過程中小于0.01%，鎂離子也是滿足0.001%的低鎂離子要求。

上圖是針對二元熔鹽的客戶檢測，氯離子0.005%，相當(dāng)于上文的0.02%，鎂離子可以做到0.001%以下，鈣離子是0.001%以上，“所以我們寫太陽能熔鹽(硝基型)國家標(biāo)準(zhǔn)時，沒有考慮工業(yè)硝酸鈉0.01%和0.03%優(yōu)等品和一等品的鈣離子標(biāo)準(zhǔn)的部分?！?/p>

下圖是王洪國搜集的一些氯離子腐蝕和鎂離子結(jié)垢對整個熔鹽儲能系統(tǒng)將來可能造成的影響。他認(rèn)為，其對管道里面的影響不是特別大，主要是對吸熱器、換熱器的影響較大，特別是有焊口的地方、有橫向管道的地方、狹窄的地方這個可能在我們對項(xiàng)目設(shè)計(jì)或者EPC設(shè)計(jì)院在針對熔鹽儲能系統(tǒng)設(shè)計(jì)，怎么能把一些棱角變成一些軟角或者銳角，可能會更利于整個熔鹽系統(tǒng)的應(yīng)用，將來鈣基熔鹽粘性會更大，因此他總結(jié)，“如何設(shè)計(jì)好設(shè)備匹配，可能在將來也是一個非常大的課題?！?/p>

▲氯離子腐蝕鎂離子結(jié)垢

未來展望

王洪國認(rèn)為，未來，熔鹽儲能不僅僅適用于光熱發(fā)電市場，實(shí)際上在新型電力系統(tǒng)或者是風(fēng)光新能源高比例增長之后，第一個市場是在風(fēng)光配儲的共享儲能里面，以山西為例，山西“十四五”新增42300MW新能源，按照10%的儲能配比需要配置4230MW儲能項(xiàng)目，以用戶側(cè)滿足30%比例，熔鹽儲能市場容量1269MW，市場機(jī)會50億元。

第二個市場則是針對山西的消費(fèi)品工業(yè)領(lǐng)域燃煤燃?xì)忮仩t。目前山西整個鍋爐的市場大概是7.26萬蒸噸，因?yàn)閲业摹半p碳”碳排放雙控，山西省“十四五”規(guī)劃是下降14%，參考40蒸噸/小時，24小時穩(wěn)定供汽，電功率100MW，系統(tǒng)投資1.8億元；按照總量10%替代的市場機(jī)會326億元。

除了這兩個市場之外，還有火電調(diào)峰領(lǐng)域，山西省目前有6529萬煤電裝機(jī)，山西省燃煤機(jī)組深度調(diào)峰靈活性改造，參考10%容量市場機(jī)會，按照100MW/800MWh投資估算3億元，市場規(guī)模195億元。

▲2021年吉林、青海、甘肅等新增光熱發(fā)電項(xiàng)目

▲2022年新疆第二批新能源項(xiàng)目(光熱發(fā)電熔鹽儲能)

▲其他地區(qū)新能源項(xiàng)目(光熱發(fā)電熔鹽儲能)

公司簡介

山西沃錦新材料股份有限公司(簡稱：沃錦新材料)是2021年山西省專精特新中小企業(yè)。公司專業(yè)研發(fā)、生產(chǎn)、制造、銷售、運(yùn)輸、化鹽、回收于一體的熔鹽儲能核心原材料提供商，旗下“并盛”、“沃錦金甲”、“沃豐?！钡绕放聘呒児鈱W(xué)級、熔鹽級、工業(yè)級和農(nóng)業(yè)級的硝酸鉀、硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鹽等系列產(chǎn)品。

山西沃錦新材料生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)8萬噸離子交換工藝工業(yè)級硝酸鉀生產(chǎn)線、6萬噸硝酸鈉生產(chǎn)線，交城縣幷盛化工建成4萬噸級工業(yè)硝酸鉀、3萬噸氯化鋇生產(chǎn)線。合計(jì)形成目前國內(nèi)最大熔鹽級硝酸鉀年產(chǎn)12萬噸(折合熔鹽30萬噸/年)，高純?nèi)埯}級硝酸鈉年產(chǎn)6萬噸。正在推進(jìn)青海鹽湖沃錦格爾木基地年產(chǎn)20萬噸硝酸鉀、20萬噸硝酸鈉生產(chǎn)線復(fù)工復(fù)產(chǎn)。

公司產(chǎn)品服務(wù)于工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域；農(nóng)業(yè)高端水溶肥等領(lǐng)域；光學(xué)玻璃化學(xué)鋼化用熔鹽領(lǐng)域;光熱發(fā)電熔鹽儲能項(xiàng)目；火電廠深度調(diào)峰熔鹽儲能領(lǐng)域；碳達(dá)峰熔鹽新型儲能供熱和發(fā)電領(lǐng)域。