首航高科新型儲能方案——壓縮二氧化碳熔鹽儲能

　　2023年中國太陽能熱發(fā)電光熱大會上，首航高科(002665)董事長黃文博主題報告中提及高效率儲能島的相關介紹，揭開了首航高科新型儲能方案的面紗。

　　01 熔鹽儲熱參數(shù)良好，潛力尚待挖掘

　　熔鹽儲熱是目前光熱發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)能量存儲的主要技術，首航高科敦煌一期、二期光熱電站皆配置自行設計的熔鹽儲熱系統(tǒng)，至今已分別穩(wěn)定運行超過7年和5年?？梢灾?00MW及更大容量熱電機組，可達到30年以上使用壽命，初始投資成本低，經(jīng)濟和性能參數(shù)十分優(yōu)異。

　　但從目前的市場表現(xiàn)而言，熔鹽儲能在各種儲能路線中的表現(xiàn)不算突出，主要是受限于電-電轉換效率比較低，尤其是前端通常采用電加熱熔鹽，其電到熱轉換效率較低。

　　02 首航高科壓縮二氧化碳熔鹽儲能

　　首航高科依托成熟的項目經(jīng)驗和自身在換熱器，熔鹽，熱能動力專業(yè)技術優(yōu)勢，結合自身在超臨界二氧化碳發(fā)電技術方面多年的技術積累，成功研發(fā)出了壓縮二氧化碳熔鹽儲能技術以及超臨界二氧化碳發(fā)電技術，并完成了樣機試驗。從前端電到熱的轉換過程以及后端熱到電的轉換均大幅提升，解決了熔鹽儲能電-電轉換效率較低的問題。

　　1 前端

　　其前端電到熱的轉換過程采用壓縮二氧化碳高溫熱泵加熱熔鹽，具體為通過逆向循環(huán)使用棄風棄光電能將低溫熱源的熱能“泵至”高溫狀態(tài)，并存儲轉化為高溫熱能，使用壓縮二氧化碳高溫熱泵技術突破了阻抗型加熱器能效(cop)<100%的限制，提高了電到熱的轉換效率，是電力系統(tǒng)削峰填谷、提高區(qū)域能源系統(tǒng)效率和安全性的關鍵性前沿技術之一。

　　2 后端

　　后端熱到電的轉換可以采用先進的超臨界二氧化碳發(fā)電技術，高效將熱能轉化為電能，根據(jù)熔鹽溫度不同以及裝機容量大小，全系統(tǒng)電-電轉換效率近期達到57.5%~65.8%;

　　中遠期(5至10年)達到65%~76.6%,有望超過抽水蓄能轉換效率。

　　3 優(yōu)勢

　　1.單位瓦時存儲建造成本1.7元;

　　2.使用壽命長達30年;

　　3.完全不受地域限制;

　　4.具備短期大規(guī)模部署的能力;

　　5.熔鹽與光熱具有天然耦合優(yōu)勢，若與光熱補熱熔鹽結合，熔鹽-壓縮二氧化碳儲能電-電轉換效率更高。

　　03 高溫二氧化碳熔鹽儲能系統(tǒng)技術總結

　　大規(guī)模- 高溫熱泵

　　可持續(xù)并且環(huán)境友好

　　溫度等級 (0 - 700℃)是區(qū)域耦合及各種應用理想的熱源

　　無與倫比的可擴展性和靈活性

　　可與光熱靈活匹配

　　大幅度降低土建安裝成本

　　TRL7-基于成熟可靠的技術和物理過程

　　短期至中期投資回收期-長生命周期

　　巨大的效率提升空間

　　無性能衰減

　　無儲能/放電循環(huán)限制

　　04 首航高科供貨范圍

　　1 電驅(qū)高溫壓縮機集成膨脹機

　　2 超臨界二氧化發(fā)電系統(tǒng)(含二氧化碳工質(zhì)系統(tǒng))

　　3 熱交換器(PCHE)

　　4 整個CO2回路的管道、閥門、儀表、連接電纜

　　5 完整的熔鹽儲能系統(tǒng)(大罐，熔鹽泵，閥等)

　　6 冷熱水系統(tǒng)

　　7 完整的電氣設備，包括變壓器、VFD、開關設備等

　　8 整廠控制系統(tǒng)和就地控制系統(tǒng)

　　9 主設備的最終驗收和現(xiàn)場檢測

　　10 安裝和調(diào)試

　　11 聚光集熱補熱系統(tǒng)(可選)

　　來源： 首航高科官微