熔鹽儲能市場應(yīng)用前景廣闊
發(fā)布者:Catherine | 0評論 | 1871查看 | 2024-08-20 17:18:33    

8月19日,熔鹽儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在內(nèi)蒙古呼和浩特市召開,來自無機鹽行業(yè)熔鹽儲能專業(yè)委員會及相關(guān)上下游領(lǐng)域的專家學者普遍認為,熔鹽儲能,未來市場應(yīng)用前景廣闊。


中國無機鹽工業(yè)協(xié)會會長王孝峰介紹說,近年來,隨著我國光熱產(chǎn)業(yè)的崛起,促進了熔鹽儲能行業(yè)的迅速發(fā)展。硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸鈉是典型的無機鹽產(chǎn)品,這三種硝基型產(chǎn)品是熔鹽產(chǎn)品的主要組分。熔鹽產(chǎn)品的供應(yīng)和應(yīng)用,作為整個產(chǎn)業(yè)鏈的一環(huán),起到重要作用。無機鹽協(xié)會于2017年成立了熔鹽儲能專業(yè)委員會,目的就是形成行業(yè)合力,推動行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。


王孝峰指出,熔鹽儲能技術(shù)是國家鼓勵發(fā)展的新型儲能技術(shù)之一,相比其他儲能技術(shù),熔鹽儲能更適應(yīng)大規(guī)模儲能的需求。我國也出臺了一系列相關(guān)政策,促進和鼓勵儲能項目開發(fā)建設(shè)。從2016年9月發(fā)布《關(guān)于建設(shè)太陽能(4.240,-0.11,-2.53%)熱發(fā)電示范項目的通知》(20個項目入選首批光熱發(fā)電示范項目名單,總裝機約1.35GW)、2017年公布首批多能互補集成優(yōu)化示范工程名單(涉及2個裝機5萬千瓦的光熱發(fā)電項目),到2023年4月印發(fā)《關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?;l(fā)展有關(guān)事項的通知》等文件的發(fā)布,我國熔鹽儲能行業(yè)的發(fā)展,一直受到國家能源局的重視。


據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2024年3月底,我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量588MW,其中并網(wǎng)光熱電站570MW,累計熔鹽使用量將近15萬噸。每個百兆瓦級光熱電站基本上都配置了8小時或以上熔鹽儲能系統(tǒng),熔鹽需求正在集中釋放。就目前來看,能夠達到熔鹽級質(zhì)量要求的硝酸鹽產(chǎn)能有限,若全部項目都能夠如期投產(chǎn),則熔鹽需求略顯不足。王孝峰表示,要達到熔鹽級的質(zhì)量要求,要鼓勵現(xiàn)有化肥級硝酸鉀生產(chǎn)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級,提高產(chǎn)品純度和質(zhì)量,提高熔鹽原料的產(chǎn)能,尤其是硝酸鉀、硝酸鈉和亞硝酸鈉等關(guān)鍵組分。建立穩(wěn)定的原材料供應(yīng)渠道,保障生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。積極建立標準和規(guī)范,規(guī)范行業(yè)發(fā)展,確保系統(tǒng)的可靠性和安全性,促進行業(yè)的可持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展。


華東理工大學教授、博導,資源與環(huán)境工程學院副院長孫澤介紹說,近年來,人工智能(AI)技術(shù)的發(fā)展給全社會帶來了重大的沖擊,各行各業(yè)都充分利用AI的先進性、高效性,實現(xiàn)本行業(yè)“人工智能+”,引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。除了互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)本身,金融、醫(yī)療、汽車等行業(yè)都已經(jīng)深入開展了本行業(yè)的人工智能化。


孫澤指出,熔鹽儲能,是最有發(fā)展前途的長時、大規(guī)模儲能技術(shù)之一,但是,熔鹽高溫、強腐蝕、帶電離子特殊微觀結(jié)構(gòu)等性質(zhì),限制了新型高性能熔鹽體系的設(shè)計與開發(fā)。傳統(tǒng)的研究方法包括實驗試錯、相圖計算、分子級別設(shè)計等,但實驗試錯法由于熔鹽實驗的高溫、腐蝕性而推進困難,且需要耗費大量的時間和經(jīng)濟成本;相圖計算法則受限于材料的熱力學參數(shù),且需要對每個熔鹽體系都單獨進行計算,同時也難以進行四元、五元等復雜熔鹽體系的計算而難以推廣;分子動力學方法則著重于探究熔鹽微觀結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系,受限于計算資源與計算尺度,直接進行熔鹽體系設(shè)計存在困難。


孫澤認為,將人工智能引入新型高性能高溫熔鹽體系的設(shè)計與開發(fā),實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動的人工智能設(shè)計新型熔鹽體系?!叭斯ぶ悄?熔鹽體系設(shè)計”可以克服傳統(tǒng)研究方法的耗時、低效率的缺點,實現(xiàn)數(shù)據(jù)到結(jié)果的直接跨越,顛覆行業(yè)研究范式,可以成倍、成十倍提高熔鹽體系設(shè)計開發(fā)效率,將促使整個熔鹽行業(yè)的顛覆性變革。“人工智能+熔鹽體系設(shè)計”的實現(xiàn),也必將為其他工業(yè)體系提供強有力的引領(lǐng)和示范作用,實現(xiàn)每一個行業(yè)的顛覆性發(fā)展。


中國科學院過程工程研究所副研究員鐘莉分析指出,作為一種新興的長時儲能方式熔鹽儲能,在新型儲能賽道上具有明顯優(yōu)勢,一是儲能規(guī)模大,熔鹽儲熱規(guī)模通常在幾十兆瓦到幾百兆瓦之間,例如甘肅省金昌市高溫熔鹽儲能綠色調(diào)峰電站儲能規(guī)模達到600MW/3600MWh。二是儲能時間長,熔鹽儲能可以實現(xiàn)單日10小時以上的儲熱能力,敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲熱時間可以達到11個小時。三是壽命長,熔鹽儲熱項目壽命在25年左右,高于電化學儲能壽命。


當前,熔鹽儲能面臨著高溫腐蝕問題、熱效率與儲能密度問題、系統(tǒng)安全性等三方面挑戰(zhàn)。一方面熔鹽在高溫下具有強烈的腐蝕性,對儲存設(shè)備和管道的材料選擇提出了嚴峻挑戰(zhàn),需要進一步研發(fā)更耐腐蝕、高溫穩(wěn)定性更好的材料來適應(yīng)熔鹽的儲存、使用和輸送,且以熔鹽為工質(zhì)的相關(guān)設(shè)備缺乏完善的制造標準和規(guī)范。另一方面雖然熔鹽儲熱技術(shù)具有較高的熱效率,但在儲能密度方面仍存在提升空間,進一步提高儲能密度有助于減少儲能系統(tǒng)的體積和成本,促進其在更廣泛領(lǐng)域的應(yīng)用。此外,熔鹽儲熱系統(tǒng)在高溫下長時間運行,一旦發(fā)生故障或泄漏,可能引發(fā)安全事故。如何提高系統(tǒng)安全性和可靠性,防止熔鹽泄漏,是該技術(shù)亟待解決的問題。


鐘莉指出,為應(yīng)對以上問題,熔鹽儲能未來發(fā)展還有很多研究工作亟待開展。新材料和設(shè)備升級、儲能密度提升、智能化與安全監(jiān)控、應(yīng)用場景拓展是熔鹽儲能未來發(fā)展趨勢與研究方向。要從源頭純化和末端純化兩方面同時著手應(yīng)對。完善熔鹽儲熱系統(tǒng)的智能化監(jiān)測控制系統(tǒng),以提高熔鹽儲熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性和壽命。要通過優(yōu)化熔鹽的成分和配方,以及改進儲熱系統(tǒng)的設(shè)計,提高熔鹽儲熱技術(shù)的儲能密度,滿足更多應(yīng)用場景需求。要借助先進傳感技術(shù)和人工智能算法,實現(xiàn)熔鹽儲熱系統(tǒng)的智能化監(jiān)控和安全預警,確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。熔鹽儲能系統(tǒng)的在線監(jiān)測、純化與回收循環(huán)利用對保障熔鹽儲能系統(tǒng)全生命周期更安全、更長期運行具有重要作用。

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