中國儲能網(wǎng)訊：熔鹽是光熱發(fā)電行業(yè)目前已知的最為成熟和最為廉價的存儲太陽熱能的材料，目前光熱電站的儲熱應(yīng)用普遍見于導(dǎo)熱油傳熱熔鹽儲熱的槽式系統(tǒng)中，但這種系統(tǒng)的儲熱投資成本下降潛力較為有限。而將熔鹽同時作為吸熱傳熱和儲熱工質(zhì)，則將更大程度上益于降低光熱發(fā)電的LCOE。
阿?，m退出光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)帶來的其中一大損失是這個公司看起來已經(jīng)貼近將菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)推向成本獲得突破性削減的邊緣，但其卻在這一時刻選擇了離開。
在Areva選擇放棄光熱發(fā)電業(yè)務(wù)之前，這家公司已經(jīng)確信找到了將熔鹽技術(shù)集合于其線性菲涅爾技術(shù)的技術(shù)方案。Areva與美國能源部Sandia實驗室合作在美國新墨西哥州Albuquerque的國家太陽能熱利用測試中心建設(shè)的熔鹽菲涅爾示范項目將為菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)帶來新生，采用熔鹽工質(zhì)將使菲涅爾光熱發(fā)電可以輸出基荷性綠色能源。
重要的是，這也意味著一種新的熔鹽應(yīng)用方式的誕生。熔鹽被作為儲熱材料雖然已經(jīng)在槽式電站中獲得成熟應(yīng)用，但其依然面臨著包括成本削減等一系列的挑戰(zhàn)。雖然熔鹽儲熱已經(jīng)具有相當(dāng)高的成本經(jīng)濟性。但要降低光熱發(fā)電的成本，我們必須考慮儲熱系統(tǒng)的低成本改進方案。
SolarReserve公司首席技術(shù)官Bill Gould表示，“如果你需要存儲能量，我認(rèn)為沒有比熔鹽更好的替代選擇了?！盨olarReserve一直以來走在熔鹽儲熱技術(shù)的最前列，但其開發(fā)的是塔式技術(shù)。而對于槽式和菲涅爾這類系統(tǒng)集成相對簡單一些的技術(shù)而言，熔鹽作直接工質(zhì)的技術(shù)依然在示范研發(fā)階段。
“大多數(shù)人一想到儲能，他們就會想到電池。但事實上，電池儲能的價格目前是儲熱成本的5倍到20倍還高，其推廣的經(jīng)濟性嚴(yán)重不足。”Gould說道，“以常見的鋰離子電池為例，目前最為先進的鋰電池技術(shù)所能達到的性能和效率已經(jīng)接近于其理論極限，不可能再有更大的突破。因此即便給予這種技術(shù)研發(fā)上的投入很多，但其成本依然難以得到有效降低。”其它一些儲能方案如飛輪儲能和壓縮空氣儲能，相對儲熱技術(shù)而言同樣相對昂貴，且在很多情況下缺少可融資性（bankable）。
增加熔鹽儲熱系統(tǒng)至一個光熱電站的成本一方面也取決于是否同時將熔鹽作為直接傳熱流體。對于直接將熔鹽作為唯一工質(zhì)的光熱電站，其成本經(jīng)濟性要好于采用兩種工質(zhì)的電站。Gould表示，“如果有兩種傳熱流體在光熱發(fā)電系統(tǒng)中，必然會增加很多衍生成本?！北热鐜埯}儲熱的導(dǎo)熱油槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)，導(dǎo)熱油吸收熱量后還需要再與熔鹽換熱來儲熱，這就需要一系列的設(shè)備增加，同時帶來了更多熱損，結(jié)果導(dǎo)致增加了光熱發(fā)電站的總體投資。
熔鹽塔式技術(shù)的優(yōu)勢即在于將熔鹽同時作為傳熱和儲熱介質(zhì)予以利用?！拔覀儗o儲熱電站和帶儲熱電站的投資額已經(jīng)做了對比分析，得到的答案是兩者之間的差別很小。這是因為在給定一個太陽島的情況下，如果儲熱系統(tǒng)被移除，汽輪機的規(guī)模就必須增加。但從電站性能上來看，顯然帶儲熱電站更加優(yōu)良。在槽式電站中，如果采用熔鹽作工質(zhì)將面臨很大挑戰(zhàn)，因為需要保證熔鹽介質(zhì)在長達數(shù)公里的集熱管路中流動而不會凝固。”Gould表示。
塔式系統(tǒng)的問題是這種發(fā)電技術(shù)的投資成本過高，塔式開發(fā)商需要關(guān)注的是這種技術(shù)的成本是否還能削減。答案幾乎可以肯定是“能”，但需要懷疑的是熔鹽系統(tǒng)是否可以為成本的削減提供幫助。
從熔鹽材料成本上來看，雖然熔鹽制造商正在致力于生產(chǎn)更廉價的熔鹽產(chǎn)品，但熔鹽產(chǎn)品內(nèi)部人士的觀點認(rèn)為其價格很大程度上取決于其它熔鹽消費市場的供需狀況。熔鹽供應(yīng)商SQM公司太陽鹽銷售和市場總監(jiān)Giuseppe Casubolo表示，“更為穩(wěn)定的CSP市場以及更為清晰的CSP行業(yè)發(fā)展前景將幫助穩(wěn)定熔鹽的價格水平，目前熔鹽的主要市場仍在傳統(tǒng)市場領(lǐng)域?！碧桘}的價格將受制于傳統(tǒng)熔鹽市場的興衰。
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的普遍觀點是可以為光熱發(fā)電帶來較大程度的成本削減的層面是電站的設(shè)計，但與儲熱系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)可能并不太大。Gould就表示，“特別是鏡場的設(shè)計將可以帶來較大的成本削減。我們現(xiàn)在就擁有一些新的設(shè)計，可以比傳統(tǒng)的設(shè)計方案節(jié)約很多成本?！?
對于儲熱系統(tǒng)的成本削減，目前的熔鹽儲熱系統(tǒng)的成本下降空間較為有限?，F(xiàn)在有相當(dāng)數(shù)量的研究的目標(biāo)是尋找可以替代熔鹽的擁有更高能量密度的儲熱材料，很多集中于對相變儲熱材料的研究層面，但目前取得成功的還沒有。目前的熔鹽儲熱技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了有20年左右，可以說已經(jīng)比較成熟。
德國宇航局工程熱力研究所的儲熱研究總監(jiān)Markus Eck博士表示，“雖然儲熱技術(shù)的應(yīng)用時間已經(jīng)很長，但塔式光熱發(fā)電領(lǐng)域利用熔鹽傳熱儲熱的經(jīng)驗還十分有限。如果熔鹽塔式技術(shù)被證明可以進行大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，我們在未來將可以看到更多熔鹽塔式電站投入運行。”
在儲熱材料選用熔鹽的前提下，直接利用熔鹽吸熱、傳熱、儲熱可能是降低光熱發(fā)電LCOE的重要途徑，熔鹽塔式技術(shù)已經(jīng)開始用大規(guī)模實例來證明這一點，但熔鹽槽式和熔鹽菲涅爾技術(shù)仍在實驗示范階段，如果其技術(shù)相對成熟后能得到一些商業(yè)化應(yīng)用的嘗試，可能幫助打開線聚焦光熱發(fā)電技術(shù)的LCOE下跌之門。
