在10月25日于浙江?湖州召開(kāi)的2024第五屆中國(guó)儲(chǔ)熱大會(huì)上，浙江昱華新能源科技有限公司（簡(jiǎn)稱：浙江昱華）董事長(zhǎng)毛華兵出席會(huì)議并作《模塊熔鹽儲(chǔ)熱新技術(shù)》的主題演講。

圖：毛華兵

毛華兵先從行業(yè)痛點(diǎn)開(kāi)始講起，指出火電、熱電和新能源存在的痛點(diǎn)如下：

1、火電調(diào)峰調(diào)頻考核重，現(xiàn)貨交易在即，靈活性改造很迫切；

2、煤電減碳的任務(wù)很重，技改壓力更大；

3、熱電晝夜供熱不平衡，夜間熱源多余，白天供熱不足，能源很浪費(fèi)；

4、熱電聯(lián)產(chǎn)的發(fā)電與供熱在很多時(shí)段難以兼顧，頂峰能力不足；

5、新能源電力消納困難，棄風(fēng)棄光嚴(yán)重；

6、新能源配儲(chǔ)能成本很高，建后成了擺設(shè)；

7、光熱發(fā)電投資大，成本居高不下。

上述痛點(diǎn)怎么解決？毛華兵表示，綜合起來(lái)最佳解決方法應(yīng)該是建熱量倉(cāng)庫(kù)，即：建蓄熱設(shè)施。

據(jù)毛華兵介紹，儲(chǔ)能三大主要方式：

1.電化學(xué)儲(chǔ)能：成本高、壽命短，主要在用戶側(cè)；

2.抽水儲(chǔ)能：投資大、選址難，只能在電網(wǎng)側(cè)；

3.蓄熱儲(chǔ)能：很適用在發(fā)電側(cè)和用熱側(cè)。

儲(chǔ)熱三種技術(shù)：

1.水罐儲(chǔ)熱：溫度局限在0~100℃，能源等級(jí)下降；

2.固體儲(chǔ)熱：產(chǎn)出的蒸汽溫度有限，運(yùn)營(yíng)成本高；

3.熔鹽儲(chǔ)熱：容量大、壽命長(zhǎng)、成本低、技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定和環(huán)保性好等六大優(yōu)點(diǎn)。

毛華兵重點(diǎn)介紹了熔鹽儲(chǔ)熱：

熔鹽儲(chǔ)熱

熔鹽：高溫時(shí)為液態(tài)并有高比熱容的無(wú)機(jī)鹽，目前使用的幾種熔鹽液態(tài)溫度在100~650℃，正好與工業(yè)蒸汽溫度相符。

熔鹽儲(chǔ)熱：把熱和電轉(zhuǎn)化的熱量通過(guò)熔鹽升溫吸存，利用裝置在另一時(shí)段熔鹽降溫而放熱，實(shí)現(xiàn)熱量的倒時(shí)差，放熱產(chǎn)出蒸汽再用于供熱或發(fā)電。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：雙罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)、單罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)。

目前的使用場(chǎng)景：1.太陽(yáng)能光熱發(fā)電；2.火電廠靈活性改造；3.企業(yè)供熱和余熱利用。

據(jù)毛華兵介紹，傳統(tǒng)熔鹽系統(tǒng)目前所面對(duì)的狀況如下：

1.占地大，幾千平方，甚至上萬(wàn)平方；

2.只能一次性規(guī)劃和建設(shè)，初始投資很高；

3.結(jié)構(gòu)龐大，各種配件功率大和要求高，采購(gòu)和更換成本高；

4.系統(tǒng)復(fù)雜，安全隱患多。出現(xiàn)故障維修艱難，單一故障均會(huì)導(dǎo)致整體停運(yùn)，若罐體泄露會(huì)導(dǎo)致重大事故；

5.運(yùn)營(yíng)時(shí)必須保持熔鹽液態(tài)溫度，長(zhǎng)開(kāi)電伴熱，邊儲(chǔ)熱邊耗電，運(yùn)維成本很高。

模塊熔鹽儲(chǔ)熱新技術(shù)

如何改變傳統(tǒng)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)所面臨的現(xiàn)狀？毛華兵主要從核心思路、核心產(chǎn)品、功能及技術(shù)原理、顯著優(yōu)勢(shì)、應(yīng)用場(chǎng)景等六個(gè)方面介紹模塊熔鹽儲(chǔ)熱新技術(shù)。

一、核心思路

技術(shù)方向：一開(kāi)始就確立研制一種電蓄熱和蒸汽蓄熱通用，既能保留熔鹽和固體儲(chǔ)熱的優(yōu)點(diǎn)，又能克服現(xiàn)存的缺點(diǎn)，結(jié)構(gòu)類似電池的模塊儲(chǔ)熱裝置。

技術(shù)思路：化整為零和合零為整。把龐大的罐體系統(tǒng)化整為零，把蓄—放—換熱的功能設(shè)施集成濃縮在模塊箱體里，再用搭積木的方式疊裝成矩陣整體，完成大項(xiàng)目的需求。

技術(shù)的獨(dú)特性：完全跨越了罐體儲(chǔ)熱的技術(shù)路線，繞開(kāi)了傳統(tǒng)儲(chǔ)熱存在的問(wèn)題和局限性，功能完善，優(yōu)勢(shì)顯著，技術(shù)創(chuàng)新。

二、核心產(chǎn)品

毛華兵表示，儲(chǔ)放換熱一體的模塊箱體內(nèi)濃縮了蓄熱、放熱、換熱功能，代替了冷罐、熱罐和換熱器。單個(gè)箱體面積10㎡，體積5~6m3；十多個(gè)蓄熱模塊疊加組合成一個(gè)蓄熱單元，該單元有電加熱、熔鹽泵，可獨(dú)立運(yùn)行，占地10㎡。目前，功率15MW以上，蓄熱單元為10㎡。

圖：儲(chǔ)放換熱一體的模塊箱體

圖：蓄熱單元

多單元并聯(lián)組成大容量矩陣型的蓄熱系統(tǒng)，300MWH的熔鹽蓄熱裝置占地不到300㎡，傳統(tǒng)的儲(chǔ)熱系統(tǒng)超過(guò)3000㎡。

圖：蓄熱系統(tǒng)

三、功能及技術(shù)原理

1、蒸汽蓄熱

蓄熱：將高參數(shù)的蒸汽導(dǎo)入，在箱體內(nèi)降溫、凝結(jié)，熱量釋放留在箱體內(nèi)。

放熱：給水進(jìn)蓄熱箱體，水吸熱變高溫蒸汽，用于供熱。

毛華兵表示，模塊箱體的原理就是高溫?zé)崃康膬?chǔ)存器，把熱量倒時(shí)差。

圖：蒸汽蓄熱方案特點(diǎn)

2、電蓄熱

蓄熱：熔鹽經(jīng)電加熱升溫，注入模塊箱體，熔鹽在箱內(nèi)流動(dòng)釋放熱量。

放熱：給水進(jìn)箱體，水在箱體內(nèi)不斷吸熱升溫到一定溫度從頂部排出，溫度可達(dá)550℃。

電蓄熱的原理特點(diǎn)：蓄熱和放熱是不沖突的路徑，可同時(shí)進(jìn)行，充當(dāng)高溫電熱鍋爐和啟動(dòng)鍋爐。

圖：電蓄熱特點(diǎn)

3、電—熱綜合蓄熱

電—熱綜合蓄熱綜合蒸汽蓄熱和電蓄熱的優(yōu)勢(shì)，先蒸汽蓄熱，再電蓄熱進(jìn)一步提高了蓄熱溫差，出來(lái)的蒸汽可用于發(fā)電，經(jīng)測(cè)算電能轉(zhuǎn)化效率可達(dá)60%，與抽水蓄能相近，但投資比抽水蓄能省，建設(shè)快并簡(jiǎn)單，是火電企業(yè)非常理想的儲(chǔ)能方式。

圖：電熱綜合蓄熱

毛華兵總結(jié)三種蓄熱方式的技術(shù)原理，蒸汽蓄熱為熱—熱，電蓄熱為電—熱，電—熱綜合蓄熱是電—熱—電。

四、模塊熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的顯著優(yōu)勢(shì)

一個(gè)產(chǎn)品一定要講述其優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，毛華兵將該技術(shù)優(yōu)勢(shì)分為四大類別，如下表所示：

五、廣泛而實(shí)用的應(yīng)用場(chǎng)景

毛華兵介紹，模塊熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景更為廣泛，涵蓋電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)、儲(chǔ)能側(cè)：

毛華兵指出，針對(duì)電力不平衡電網(wǎng)側(cè)最應(yīng)發(fā)揮作為，并提出“建立分布式電-熱轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)站”的觀點(diǎn)。

我國(guó)電能40%最終用于產(chǎn)熱，低谷電不到總體的20%，站在宏觀思考，電和熱都是國(guó)家寶貴的能源，應(yīng)一視同仁，電網(wǎng)應(yīng)把富余的低谷電和不穩(wěn)定的棄風(fēng)棄光全部轉(zhuǎn)化為熱能，用熔鹽儲(chǔ)熱等技術(shù)儲(chǔ)存并適時(shí)為熱用戶供熱，既減少電能浪費(fèi)和儲(chǔ)能投入，又減少下游天然氣和煤的使用，減碳環(huán)保。以往電網(wǎng)只在電上作文章，在發(fā)電側(cè)調(diào)控發(fā)電指標(biāo)和調(diào)峰考核，造成棄風(fēng)棄光，用現(xiàn)貨交易讓電廠虧損供電；在用戶側(cè)提高峰谷差價(jià)和搞電化學(xué)儲(chǔ)能，讓企業(yè)增負(fù)擔(dān)；在中間搞抽水蓄能。這些局限性操作只帶來(lái)能源和財(cái)富的巨損，電網(wǎng)就應(yīng)發(fā)揮自身的地位、優(yōu)勢(shì)和擔(dān)當(dāng)，建立分布式電-熱轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)站體系，用轉(zhuǎn)換用途的跨界方法替代儲(chǔ)能手段，才是一舉多得的利國(guó)利民之舉。

六、解決新能源配儲(chǔ)能和棄風(fēng)棄光的三個(gè)新方法

1、建模塊儲(chǔ)熱站，把棄風(fēng)棄光轉(zhuǎn)化成熱量?jī)?chǔ)存，供應(yīng)蒸汽和居民采暖，既能解決棄風(fēng)棄光，又能低成本無(wú)碳的方式供熱；

2、用模塊技術(shù)建儲(chǔ)熱型發(fā)電站，把棄風(fēng)棄光轉(zhuǎn)換成高溫?zé)崃坎⑦m時(shí)發(fā)電，三分之一的轉(zhuǎn)化率下成本不到0.5元/度，比光熱發(fā)電成本省，投資簡(jiǎn)單；

3、把新能源配儲(chǔ)能的投資轉(zhuǎn)移到周邊或自己系統(tǒng)內(nèi)的火電廠，火電廠實(shí)行靈活性改造具備深度調(diào)峰能力，充當(dāng)新能源發(fā)電的調(diào)節(jié)器，統(tǒng)籌發(fā)電上網(wǎng)是最經(jīng)濟(jì)科學(xué)的方式，既沒(méi)有投資浪費(fèi)，又解決了棄風(fēng)棄光。

項(xiàng)目案例

一、甘肅某電廠熔鹽電儲(chǔ)熱工程化試驗(yàn)項(xiàng)目

2018年完建了規(guī)模為2.5 MW*8h電加熱熔鹽蓄熱深度調(diào)峰的示范工程裝置。可穩(wěn)定生產(chǎn)425℃/3.3MPa的過(guò)熱蒸汽。系統(tǒng)經(jīng)四年的運(yùn)行驗(yàn)證，安全、穩(wěn)定、可靠，并達(dá)到預(yù)期效果，通過(guò)了甘肅電科院的性能檢測(cè)，深得電廠的認(rèn)可。

此項(xiàng)目由浙江昱華獨(dú)立出資、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、建設(shè)、調(diào)試、完善和運(yùn)營(yíng)，并做到了熔鹽儲(chǔ)熱的集成化和模塊化，熔鹽泵的短桿化和國(guó)產(chǎn)化，加熱器的常規(guī)化，化熱方式的獨(dú)創(chuàng)性，整個(gè)系統(tǒng)的精細(xì)化和簡(jiǎn)潔化。此項(xiàng)目的成功標(biāo)志模塊熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的誕生和成熟，為后期商業(yè)化應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

二、內(nèi)蒙某電廠蒸汽熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目

2022年，華能集團(tuán)應(yīng)用浙江昱華的模塊技術(shù)，在內(nèi)蒙某電廠籌劃了“火電廠高溫蒸汽熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)開(kāi)發(fā)與工程示范”的科技項(xiàng)目。

2023年5月15日建成投運(yùn)，成為國(guó)內(nèi)首個(gè)采用蒸汽為熱源的煤電耦合熔鹽儲(chǔ)能工程，獲得了國(guó)內(nèi)首臺(tái)套，并經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)，本項(xiàng)目熱能存儲(chǔ)轉(zhuǎn)換效率為99.06%，性能完全達(dá)標(biāo)。

2023年9月，華能集團(tuán)為此組織了全國(guó)性的學(xué)習(xí)推介會(huì)，幾十位電力領(lǐng)導(dǎo)和專家前去現(xiàn)場(chǎng)參觀了解，轟動(dòng)了整個(gè)電力行業(yè)。

圖：業(yè)內(nèi)眾多專家和領(lǐng)導(dǎo)參觀學(xué)習(xí)內(nèi)蒙項(xiàng)目

三、山東某電廠熔鹽電儲(chǔ)熱項(xiàng)目

山東某電廠(4×320MW,2×680MW)是華能集團(tuán)工業(yè)供汽最大的電廠，供汽需求1200t/h，缺口達(dá)300t/h左右，供汽違約風(fēng)險(xiǎn)大，應(yīng)對(duì)機(jī)組調(diào)峰和現(xiàn)貨交易的能力差，2021年受電網(wǎng)考核近3000萬(wàn)元，熱電解耦需求非常迫切。

為提升調(diào)峰調(diào)頻和頂峰供汽能力，華能集團(tuán)規(guī)劃了此電蓄熱模塊熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目。設(shè)計(jì)的指標(biāo)是：儲(chǔ)能容量30MW×6h，調(diào)峰增加18萬(wàn)kWh，溫度200~400℃之間，調(diào)頻AGC響應(yīng)速率提0.5%Pe/min。

此項(xiàng)目將給電廠帶來(lái)八大利好：提升機(jī)組的調(diào)峰、調(diào)頻和頂峰能力，提高容量補(bǔ)償和降低兩個(gè)細(xì)則考核，提升機(jī)組的供汽能力、供汽品質(zhì)和煤效。經(jīng)預(yù)算每年將帶來(lái)2000多萬(wàn)的直接和間接收益，8000多萬(wàn)的投資預(yù)計(jì)3.5年收回。

此項(xiàng)目已經(jīng)投運(yùn)，是目前容量最大的火電機(jī)組耦合熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目，也是國(guó)內(nèi)外最具代表性的火電新型儲(chǔ)能項(xiàng)目。建設(shè)期間就有多批業(yè)內(nèi)人士前往現(xiàn)場(chǎng)參觀。

浙江昱華是此項(xiàng)目的核心技術(shù)和系統(tǒng)裝置供應(yīng)商。

四、即將實(shí)施的內(nèi)蒙古某開(kāi)發(fā)區(qū)綠電項(xiàng)目

內(nèi)蒙古某地方政府為解決當(dāng)?shù)貤夛L(fēng)棄光，籌劃了244MWh的電蓄熱熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目，每次能把24萬(wàn)度電轉(zhuǎn)為高溫?zé)崃浚瑸楫?dāng)?shù)毓┱羝凸┡?/p>

此項(xiàng)目是一舉多得的新能源調(diào)峰系統(tǒng)，既減輕新能源配儲(chǔ)能的投資，又減少棄風(fēng)棄光的浪費(fèi)，又推動(dòng)當(dāng)?shù)匦履茉错?xiàng)目的落地和發(fā)展，同時(shí)為當(dāng)?shù)仄髽I(yè)和居民提供綠色廉價(jià)的熱量。

后續(xù)項(xiàng)目發(fā)展

浙江昱華技術(shù)近年得到華能集團(tuán)的賞識(shí)和力推，現(xiàn)已成熟過(guò)硬，可放心使用。

幾大電力集團(tuán)和多家省級(jí)能源集團(tuán)已跟浙江昱華深度交流，陸續(xù)立項(xiàng)合作，多家地方電廠做了深度調(diào)研，都很青睞本技術(shù)。

多家高校和科研機(jī)構(gòu)在跟浙江昱華交流合作，并認(rèn)為本技術(shù)不同于單罐儲(chǔ)熱，是全新的儲(chǔ)熱技術(shù)，完美度無(wú)與倫比。

西北、華北和東北是我國(guó)重要的新能源產(chǎn)地，新能源降成本和消納是重中之重，本技術(shù)大有用武之地。

華東和華南等發(fā)達(dá)地區(qū)是用能用電大省，電力的調(diào)峰調(diào)頻和高效利用是重點(diǎn)，各能源生產(chǎn)和使用企業(yè)很看好本技術(shù)。

廣闊前景

2024年6月24日國(guó)家發(fā)改委和國(guó)家能源局已下發(fā)高強(qiáng)度的降碳文件，要求至2025年煤電降碳20%，至2027年降碳50%，電廠配套模塊熔鹽儲(chǔ)熱是提高調(diào)峰能力、減少低負(fù)荷運(yùn)營(yíng)和提高煤效的理想手段。

我國(guó)已實(shí)行電力輔助服務(wù)和即將現(xiàn)貨交易，以及電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻考核，一系列政策驅(qū)動(dòng)電廠靈活性改造，占地少和成本低的模塊儲(chǔ)熱是幾千家火電及熱電企業(yè)的首選。

我國(guó)雙碳目標(biāo)下新能源發(fā)電必將大規(guī)模遞增，急需解決棄風(fēng)棄光的轉(zhuǎn)換能力，利用模塊儲(chǔ)熱技術(shù)更加經(jīng)濟(jì)有效。同時(shí)巨大的消納任務(wù)倒逼火電利用本技術(shù)進(jìn)行靈活性改造，充當(dāng)新能源發(fā)電的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)器和發(fā)展助推器，讓兩大發(fā)電領(lǐng)域有機(jī)統(tǒng)一和共存共贏，推動(dòng)雙碳目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

模塊熔鹽儲(chǔ)熱是嶄新的物理儲(chǔ)能技術(shù)，壽命三十多年，成本遠(yuǎn)低于其他儲(chǔ)能，有著廣闊的前景和社會(huì)價(jià)值，是推動(dòng)能源發(fā)展的里程碑。它的應(yīng)用將改善發(fā)電與用電的不協(xié)調(diào)關(guān)系，消除我國(guó)電力“晝夜、地區(qū)和發(fā)電品種”的三大不平衡，讓高代價(jià)的化學(xué)電池回歸移動(dòng)電源的職能。

附：附浙江昱華新能源科技有限公司簡(jiǎn)介

浙江昱華新能源科技有限公司前身研發(fā)太陽(yáng)能光熱發(fā)電，取得了非凡的創(chuàng)新成果。2015年轉(zhuǎn)型致力研發(fā)蓄熱儲(chǔ)能新技術(shù)，自籌資金數(shù)千萬(wàn)元，打造了由海內(nèi)外專家和優(yōu)秀工程師組成的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，獨(dú)立自主研發(fā)了儲(chǔ)—放熱集成的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)，并制造了模塊儲(chǔ)熱系統(tǒng)。該技術(shù)成熟、系統(tǒng)完善，并自主原創(chuàng)，擁有多項(xiàng)發(fā)明專利，獲得了國(guó)際領(lǐng)先的儲(chǔ)熱創(chuàng)新成果，并取得了“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)”稱號(hào)。

該技術(shù)的成熟標(biāo)志著儲(chǔ)熱領(lǐng)域有了全新的技術(shù)路線，消除了傳統(tǒng)蓄熱存在的缺陷，讓火電具備深度的調(diào)峰能力，讓熱電晝夜供熱無(wú)憂，幫助新能源發(fā)電充分消納和大力發(fā)展，助推雙碳目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

企業(yè)使命

使命：創(chuàng)造儲(chǔ)熱新技術(shù)，改變火電和熱電的運(yùn)行窘態(tài)，讓火電、熱電和新能源科學(xué)有序，推動(dòng)我國(guó)雙碳目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

愿景：模塊儲(chǔ)熱技術(shù)全面普及，我國(guó)新能源主導(dǎo)下的電力市場(chǎng)平衡有序，并節(jié)能減排。

價(jià)值觀：儲(chǔ)熱引領(lǐng)儲(chǔ)能市場(chǎng)，推動(dòng)能源變革。

企業(yè)綱領(lǐng)：用模塊熔鹽儲(chǔ)熱新技術(shù)，充分滿足電力企業(yè)和熱用戶的需求，推動(dòng)我國(guó)能源革新，把企業(yè)打造成儲(chǔ)能領(lǐng)域的引領(lǐng)者，造福社會(huì)，助推雙碳目標(biāo)和人民美好生活的早日實(shí)現(xiàn)。

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