首航高科新型储能方案——压缩二氧化碳熔盐储能

发布时间:2024-01-02

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2023年中国太阳能热发电光热大会上,首航高科董事长黄文博主题报告中提及高效率储能岛的相关介绍,揭开了首航高科新型储能方案的面纱。

 

一、熔盐储热参数良好,潜力尚待挖掘

熔盐储热是目前光热发电系统实现能量存储的主要技术,首航高科敦煌一期、二期光热电站皆配置自行设计的熔盐储热系统,至今已分别稳定运行超过7年和5年。可以支撑100MW及更大容量热电机组,可达到30年以上使用寿命,初始投资成本低,经济和性能参数十分优异。

 

 

 

二、首航高科压缩二氧化碳熔盐储能

首航高科依托成熟的项目经验和自身在换热器,熔盐,热能动力专业技术优势,结合自身在超临界二氧化碳发电技术方面多年的技术积累,成功研发出了压缩二氧化碳熔盐储能技术以及超临界二氧化碳发电技术,并完成了样机试验。从前端电到热的转换过程以及后端热到电的转换均大幅提升,解决了熔盐储能电-电转换效率较低的问题。

 

(1)前端

其前端电到热的转换过程采用压缩二氧化碳高温热泵加热熔盐,具体为通过逆向循环使用弃风弃光电能将低温热源的热能“泵至”高温状态,并存储转化为高温热能,使用压缩二氧化碳高温热泵技术突破了阻抗型加热器能效(cop)<100%的限制,提高了电到热的转换效率,是电力系统削峰填谷、提高区域能源系统效率和安全性的关键性前沿技术之一。

 

(2)后端

后端热到电的转换可以采用先进的超临界二氧化碳发电技术,高效将热能转化为电能,根据熔盐温度不同以及装机容量大小,全系统电-电转换效率近期达到57.5%~65.8%;

中远期(5至10年)达到65%~76.6%,有望超过抽水蓄能转换效率。

 

(3)优势

1.单位瓦时存储建造成本2.0元;

2.使用寿命长达30年;

3.完全不受地域限制;

4.具备短期大规模部署的能力;

5.熔盐与光热具有天然耦合优势,若与光热补热熔盐结合,熔盐-压缩二氧化碳储能电-电转换效率更高。

 

三、高温二氧化碳熔盐储能系统技术总结

1.大规模- 高温热泵

2.可持续并且环境友好

3.温度等级 (0 - 700℃)是区域耦合及各种应用理想的热源

4.无与伦比的可扩展性和灵活性

5.可与光热灵活匹配

6.大幅度降低土建安装成本

7.TRL7-基于成熟可靠的技术和物理过程

8.短期至中期投资回收期-长生命周期

9.巨大的效率提升空间

10.无性能衰减

11.无储能/放电循环限制

 

四、首航高科供货范围

1.电驱高温压缩机集成膨胀机

2.超临界二氧化发电系统(含二氧化碳工质系统)

3.热交换器(PCHE)

4.整个CO2回路的管道、阀门、仪表、连接电缆

5.完整的熔盐储能系统(大罐,熔盐泵,阀等)

6.冷热水系统

7.完整的电气设备,包括变压器、VFD、开关设备等

8.整厂控制系统和就地控制系统

9.主设备的最终验收和现场检测

10.安装和调试

11.聚光集热补热系统(可选)