开拓新质生产力百家企业系列报道(65)| 在熔盐储能赛道,绿储科技有这些“硬科技”-中国储能网
2024 07/15 10:34:41
来源:中国储能网

开拓新质生产力百家企业系列报道(65)| 在熔盐储能赛道,绿储科技有这些“硬科技”

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作者:吴 涛

  中国储能网讯:储能赛道的激烈竞争仍在加剧,具备商业价值和可持续发展优势的新业态,正在成为国家重点赋能支持的产业板块,也受到资本市场关注。

  近年来,利用熔盐在升温和降温过程中的温差实现热能存储的熔盐储能,以其大规模、长时、安全稳定以及不受选址限制等优点,在新能源大基地配长时储能、火电机组深度调峰、火电机组灵活改造、供暖、供蒸汽等多个领域展现出产业优势。

  在资产市场,熔盐储能板块热度也一直不减,伴随着光热电站建设持续加码,熔盐储能市场需求增多,已经成为新型储能行业最具发展潜力的细分赛道之一。

火电深度调峰、长时储能的最佳拍档

  随着“双碳”目标的提出,储能为新能源大规模、高质量发展注入新动能,其中以熔盐储能为代表的热储能成为储能领域的“潜力股”。

  中国化学与物理电源行业协会储能应用分会发布的《2024年中国新型储能产业发展白皮书》显示,2023年中国储能新增装机量约26.6GW,其中蓄热蓄冷新增装机量约0.38GW,占2023年新增装机总量的1.4%,成为新型储能和抽水蓄能之后的第三大储能技术。

  另据资料,我国是继西班牙、美国之后全球第三大熔盐储能市场。

  截至2023年底,我国兆瓦级规模以上光热发电(光伏发电和太阳能热发电的合称)机组累计装机容量588兆瓦,在建和拟建(列入政府名单)光热发电项目约43个,装机容量480万千瓦,均配置8—16小时熔盐储能系统。

  这些都预示着,熔盐储能规模化建设时期将要到来。

  熔盐储热技术是一种利用熔融盐来储存和释放热能的先进技术,蓄热时采用智能互补系统将风电、光伏、夜间低谷电作为熔盐电加热器的电源,通过熔盐电加热器加热熔盐,储存热量;放热时在换热系统中高温熔盐与水进行换热,释放热量。

  该技术具备单日10小时以上的储热能力,储能规模可达几百兆瓦,理论寿命超过30年,具有储能规模大、储能密度大、安全性能高等优点。

  熔盐储能的特性使其在多个领域广泛应用,目前最成熟的首推其在光热发电领域的应用。

  熔盐由于工作温度范围广、导热性优异、热容量大、蒸汽压力极低和高温下黏度低等特性,与光热发电过程中传热、储热需求完美契合,成为了目前光热电站的主流储热技术。

  根据国家能源局2023年4月提出的力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到3GW左右,政策利好下,熔盐储能规模化建设已经成为大势所趋。

  当下,煤电仍是电力安全保障的“压舱石”,在火电机组加入熔盐储能,将有效降低“锅炉-汽机”的刚性耦合,实现热电解耦,有利于机组灵活运行和进一步提高深度调峰能力。

  根据规划,“十四五”期间,我国要完成2亿千瓦存量煤电机组灵活性改造,增加系统调节能力3000—4000万千瓦。业内预计,“十四五”期间,仅火电灵活性改造领域,熔盐储能的市场空间就高达千亿级。

  除了可以参与火电机组的深度调峰运行外,还可以适应各种其他类型的电力辅助服务,如启停调峰交易、旋转备用交易和紧急短时调峰交易等,获得可观的经济效益。

  熔盐储能技术也可以应用于火电机组延寿改造,不仅增加系统灵活调峰电源,还可以使老旧电厂企业资产继续发挥效益。

  还有,熔盐储能还可作为电网级储能,用于对大容量、长时间储能有需求的地区,在电网建设较弱、以风力光伏发电为主的偏远地区,可使用熔盐和汽轮机的储热-再发电系统提供发电功率调节,强化电网支撑能力。

  此外,熔盐储能技术在综合能源服务应用方面也存在广阔前景。

  比如,应用于工业园区清洁能源站,建设多能互补一体化园区,将园区的工业余热、废热储存在熔盐中,需要时转化为电能、工业蒸汽、热水等。

  用谷电时段或光伏、风电的剩余电储存能量,此技术既可用于北方人口密度高的城市集中供热,也可为化工、医药、纺织等行业提供高温蒸汽。

  应用于住宅区、商业园区,助力区域集中供冷、供暖,通过吸纳谷电、分布式光伏风电、弃风弃光电的能量储存在熔盐中,为居民区、写字楼、事业单位等提供冷、热、蒸汽等综合能源服务。

绿储科技的“硬科技”

  在熔盐储能产业链,上下游产品和设备相关企业已超过百余家,其中,浙江绿储科技有限公司在设备端具备多项硬科技使其成为熔盐储能领域的佼佼者。

  “涉足储热之前,我们在光热相关领域从事十多年技术研发及工程实践,为我们在储热技术上做了很多沉淀。” 绿储科技公司总经理章颢缤表示。

  绿储科技公司董事长兼首席科学家金建祥,一直尝试用光热发电和熔盐储能来解决光伏、风力等可再生能源发电冲击电网稳定的问题,先后创建了浙江可胜技术股份有限公司(原中控太阳能)、浙江高晟光热发电技术研究院有限公司、浙江绿储科技有限公司等公司,专注于光热发电和熔盐储能等领域的探索。

  经过五年的开发,熔盐储能技术日益成熟,浙江绿储科技有限公司作为承载熔盐储能关键装置的研发、制造商重组设立,绿储科技旗下包括浙江高晟光热发电技术研究院有限公司、浙江态能动力有限公司、浙江京晟能源有限公司。

  截至2024年6月底,绿储科技(含控股子公司)已累计申请专利206项,其中发明专利153项,实用新型专利48项,外观设计专利5项;拥有授权专利71项,其中授权发明专利36项,授权实用新型专利35项。是熔盐介质技术要求国际标准的牵头编制单位,也是熔盐储热系统技术要求国家标准牵头起草单位之一。

  在产品上,绿储科技推出了多个行业重磅产品。

  其中,绿储科技今年6月出货的国际首台单机20MW中高压熔盐电加热器,电压等级可达6~10kV,突破了国内外熔盐电加热行业低压电阻式加热方案中输电线路损耗高的技术瓶颈,熔盐加热效率达98.5%,加热熔盐温度可达565℃。

  该产品具有高电电网直连、线路损耗小、单体功率大、设备寿命长、均匀换热、绝缘性能高、换热效率高的优点,更加适合大功率(单台10MW及以上)和高加热温度的熔盐加热应用场景,填补了国内外大功率大容量高温熔盐电加热装备的空白。

  基于对熔盐储能系统的多年运行控制经验,绿储科技针对弃电消纳、火电调峰调频、熔盐储能等不同应用场景,精准开发了基于高压熔盐电加热器的智能化无级调功控制系统,可实现不同应用场景的一键启停、自适应变负荷优化运行、安全保护、实时故障诊断、全生命周期管理、远程监控等功能。

  针对新型电力系统灵活性调节的迫切需求,绿储科技提出了基于超高温热泵储能的新型储能技术,解决了传统热储能效率低的痛点,使熔盐储能同时具备了高效率、低成本、普适性、高安全、大规模等特点,可在煤电深度调峰、独立储能电站、工业供热等领域大规模部署应用。

  “我们为大容量独立储能电站精准研发的400℃、595℃的超高温热泵产品,这款产品目前是国内外市场没有的产品,一般市场上180度就可以叫超高温热泵,我们的这款产品远远超过行业水平。” 章颢缤告诉记者,这款产品从去年11月就已经开始满负荷运行。

  绿储科技还搭建了2MW级超高温热泵储能中试装置,设计最高温度590℃,是国际首座超高温热泵的综合性集成验证平台,目前,公司已具备百兆瓦级热泵储能产品设计和制造能力。

  在众多储热技术中,固体填充床储热技术以其显著的成本效益和优越的性能,被认为是新一代热能存储技术的重要发展方向,绿储科技聚焦于超高温固体储热技术在风光大基地配储、火电灵活性改造、工业节能脱碳的应用,建有新一代超高温固体储热技术研发平台。

不随波逐流 踏实做技术

  与绿储科技公司总经理章颢缤的交谈中,一个细节可以窥见一家优秀的科技企业在短短几年不断取得新突破的原因。

  章颢缤告诉记者,绿储科技的产业定位是为储热提供新型介质、电制热、储热相关核心设备及系统技术,通过绿储的系统科技创新为业主增加附加值。

  在产品研发上,绿储科技稳扎稳打,在产品性能和安全方面,把专注做到极致。

  章颢缤说,对于储热材质的应用,我们要经过充分验证,在实验阶段,从10克,到30克、50克、公斤级再到吨级,每一步都严格谨慎。

  “每一种新材料到工程应用至少要经过1000小时以上的试验,测试时间长达4年。”章颢缤说。

  凭借着严谨专业的科研精神和良好的产品品质,绿储科技频频斩获重大订单。

  6月18日,绿储科技收到中广核新能源德令哈有限公司的《中标通知书》,确认浙江绿储科技有限公司中标中广核新能源青海德令哈光储热一体化200万千瓦项目(光热20万千瓦)的熔盐电加热器采购项目,电加热器规模达到100MW。

  该项目是,全球首个百兆瓦级熔盐电加热器项目。

  此外,绿储科技在今年3月和4月还中标了中国电建中南院大安鲁固直流100MW光热项目熔盐蓄能电加热器、中标中国绿发中绿可胜鲁能阜康10万千瓦光热工程熔盐电加热器采购项目。

  除了斩获大单,在浙江省市的重大项目榜当中,也时常能看到绿储科技的身影。

  5月,浙江湖州市科学技术局发布了《2024年湖州市科技计划项目申报指南》, 绿储科技“智能熔盐电加热系统”作为重点研发计划中的新材料专项(工业领域)成功入选。

  6月,绿储科技基地项目入选省“千项万亿”工程重大建设项目。

  “千项万亿”工程是浙江省扩大有效投资的重要载体,围绕先进制造业基地、科技创新强基、交通强省、清洁能源保供等领域,每年滚动谋划推进1000个以上省重大项目,每年完成投资1万亿元以上。

  绿储科技上榜的百兆瓦级集中式熔盐储能关键设备研发及制造基地项目占地92亩,总投资10亿元,项目聚焦熔盐储能关键技术、电致热核心装备制造,以熔盐储能技术链接电能、冷热能的综合利用。

  当下,储能赛道的内卷仍在加剧,但章颢缤并不担心。

  “熔盐储热能这个细分赛道里相比较而言,技术门槛相对很高,我们不随波逐流,踏实做好技术,用产品赢得市场。” 章颢缤说。

  章颢缤表示,随着双碳目标的推进,化石能源消费比重将不断下降,预计到2030年化石能源消费比重下降到75%以下,到2060年进一步降到20%以下,这将为包括熔盐储能在内的各种储能技术路线提供广阔的市场空间。

  “我们最大的特点是除了储热能发电,还能给工业提供绿色工业蒸汽,包括三个方向主要应用场景,一个场景是风光大基地配储,熔盐储能规模大且成本低,是很好的风光大基地配储备选模式,今年已有十几个风光大基地项目使用了熔盐储能技术;第二个重要应用场景是火电超深度灵活性配储热能,不需要对火电机组做大幅改造即可实现火电超深度调节能力,保护常规机组寿命,同时提高对电网的支撑性;另一个重要应用场景是利用弃风、弃光制热提供绿色工业蒸汽,替代常规的天然气或煤炭燃料实现工业脱碳,工业蒸汽现在每年的用量大概是5亿EJ,是很庞大的市场”。章颢缤说。

  她还透露,绿储科技正在与美国桑迪亚国家实验室同步研究新一代粒子储热介质,这种粒子放置在吸热器内取代熔盐来作为新的传、储热介质。

  这种类似于沙子的材料,由氧化铁和二氧化硅制成,储热温度或可高达1200℃。

  “通过对新技术、新材质的研究,提高储热系统的效率,从而达到熔盐储热降本,为用户增加附加值的目的。” 章颢缤说。

【责任编辑:高倩】
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