储能原理与技术：光热熔盐

1、新月沙丘塔式熔盐光热电站开发SolarReserve开发的全球装机最大的塔式熔盐光热电站新月沙丘项目已于日前正式并网发电，这标志着这一全球装机最大的塔式熔盐光热电站正式实现商业化运转，该电站因其采用领先的塔式熔盐技术，配10小时储热系统，首次在百兆瓦级规模上成功验证了塔式熔盐技术的可行性，而成为光热发电发展史上重要的里程碑。从2011年9月开工建设，到2016年2月实现正式并网运行，新月沙丘电站经历了长达4年半的建设调试期。这其中包括3年多的项目建设期和近一年的调试运行期。从首次开发百兆瓦级塔式熔盐电站的角度来看，耗时过多是可以理解的，塔式熔盐技术在实际工程角度可能面临的诸多问题一定程度上阻碍

2、了项目的进程，在过去一年内，该电站的投运备受期待。至今，项目正式投运后，更令人期待的则是其实际运行和发电能力。官方称，在未来一年内该电站就可实现设计发电预期。2011年9月，项目开建，这是电站开建一段时间后的鸟瞰图。电站共计安装10347台定日镜，单台定日镜的采光面积约115.7平方，宽约37英尺，高34英尺，重8500磅，总采光面积约120万平方米，反射镜由Flabeg供货。采用SolarReserve设计制造的熔盐吸热器，高约30.5米，由14块吸热面板组成，每块内嵌66根吸热管，管材采用专用高镍合金钢制造。吸热器总重200万磅（空的），当里面充满熔盐后，重量增加至270万磅。储热容量达1

3、100MWh的储热系统，满足10小时的无辐照运行。这使之成为全球储能能力最强的太阳能电站，同时也是无需任何化石燃料辅助的光热电站。储热罐40英尺高（约12米）、直径140英尺（约43米）。冷罐由碳钢制成，热罐由不锈钢制成，单个罐子可容纳熔盐7000万磅（约31751吨）。 2015年10月，该项目首次实现并网试运行，经过一系列检测调整后，电站于2016年2月正式并网运行。沙漠奇观：世界最高塔式光热电站Ashalim一直以来，以色列给人国家虽小，却不能小觑的印象。作为一个弹丸小国，其国土面积仅2万多平方公里，只比北京大一点点，人口也仅区区800多万。然而，正是在这样的地理窘境之下，催逼着以色列在

4、可再生能源利用方面走在了世界前列，诞生了诸如Solel太阳能、Ormat地热能等技术全球领先的项目和公司。近期，以色列在太阳能领域宣布，其在建的世界最高太阳能发电塔阿沙利姆塔（AshalimTower），将于2017年年底竣工，其发电电量将满足以色列11万户家庭的用电需求。阿沙利姆塔远远看去，就像一座大灯塔。它的高度达到了240米，尽管与世界最高建筑迪拜塔800多米的高度相比，似乎不值一提，然而，在全球太阳能塔中，它比目前最高最大的太阳能塔Ivanpah，高出了103米。这样的高度，无疑刷新了该领域的世界记录，值得人们大书特书一番。同时，它也将成为以色列最大、全球第五大的太阳能发电站。阿沙利姆

5、塔就位于著名沙漠内盖夫沙漠（Negev）里。塔底布局着55000片镜子，占地面积达到300公顷（约100万平米），足足有400个足球场那么大。镜子用于聚集太阳光线，它们能像太阳花一样，根据太阳的移动路径，调整朝向。聚集的太阳光线产生高温，能将锅炉区的温度加热至600摄氏度，高温蒸汽通向塔顶，从而产生电力。阿沙利姆塔发电站装机容量为121MW，总投资5.7亿美元，由以色列能源投资基金NOY、美国GE和BrightSource能源公司等多家公司共同参与完成。其中，GE主要负责太阳能电站的工程、采购、修建，BrightSource则为项目提供先进的太阳能技术。与目前世界上最大的太阳能发电站Ivanp

6、ah相比，尽管阿沙利姆塔获得了最高的殊荣。Ivanpah不仅投资规模达到22亿美元，约为阿沙利姆塔的4倍；镜组面积260万平方米，是阿沙利姆塔2.5倍；镜面数量多达175000，约为阿沙利姆塔的3倍。整体装机容量400MW，远远超出阿沙利姆塔的121MW。“最高”与“最大”的较量CSPPLAZA光热发电网报道：全球领先公用事业级太阳能电力项目开发商SolarReserve日前投标了智利的两个光热发电项目Copiapo和Likano。其中一个项目的投标价格创最低纪录至$63/MWh（约0.42元/kWh），这也是有史以来光热发电项目的最低投标价，刷新了SolarReserve南非Redstone

7、熔盐塔电站约12美分/kWh的投标电价，且低出近一倍。“光热发电以其储能优势可弥补光伏造成的产能过剩，甚至其在价格方面也可与化石能源一较高下。”SolarReserve首席执行官Kevin Smith日前对媒体表示。只许光伏任性？智利熔盐塔式光热发电项目爆出0.42元/kWh超低投标价Copiapo光热电站想象图“智利的光伏电站已经实现了平价上网，现阶段它更需要的是能够提供24小时不间断的稳定电力，这正是光热发电能够提供的，带储能系统的光热电站能够更好地满足用电需求。”Kevin表示。何以爆出超低光热电价？SolarReserve此次在智利Copiapo项目投标上创造了一个历史新低的记录，究其

8、原因有三；首先，基于SolarReserve在美国内华达州装机110MW的新月沙丘电厂运行经验，以及掌握的熔盐技术不断完善，使其在光热技术上信心十足。据知情人透露，新月沙丘上季度运行良好，日最高发电量高过预期。其二，智利成熟的本土制造使开发商可以在本土采购大多数的设备组件，所有的主要原材料包括钢材、混凝土、玻璃、管道和阀门，以及机电设备也可以在当地采购，因此在设备成本上能得到进一步优化。其三，Atacama地区是重要的光热用盐产区，这也是开发成本降低的一大因素。上网电价为促进太阳能热发电产业健康有序发展，近日，国家发展改革委发出关于太阳能热发电标杆上网电价政策的通知，核定太阳能热发电标杆上网电

9、价为每千瓦时1.15元，并明确上述电价仅适用于国家能源局2016年组织实施的示范项目。同时鼓励地方政府相关部门对太阳能热发电企业采取税费减免、财政补贴、绿色信贷、土地优惠等措施，多措并举支持太阳能热发电产业发展。国家发展改革委制定全国统一的太阳能热发电标杆上网电价政策，对一定的装机规模进行价格支持，引导企业比选采用先进技术、开发优质光热资源，既有利于对光热发电产业适当规模发展的经济性进行探索和试验，支持友好型可再生能源健康发展；也有利于防止相关产业依赖高额补贴盲目扩张，尽可能降低全社会用电成本，提高电价附加资金补贴效率。国家发展改革委同时明确，2019年以后国家将根据太阳能热发电产业发展状况、

10、发电成本降低情况，适时完善太阳能热发电价格政策，逐步降低新建太阳能热发电价格水平。光热发电熔盐储能市场的破局者从光热发电技术首次实现商业化开发的1980年代至今已30余年，商业化光热发电项目的创新型技术应用发展缓慢，以二元盐为工质的熔盐储能技术目前仍位居主流，即便其凝固点过高，易冻堵管路的缺陷饱受诟病。光热发电创新型技术要实现商业化应用面临试错成本过高的风险，新技术需要通过大型商业化项目证明自身的应用价值，但动辄数十亿的投资又让市场很难给新技术以商业化试验的机会，这导致光热发电领域的新技术大多停留在实验室或小型示范阶段而难以成功获得商业化应用。低熔点熔盐储能技术就是这样一项新技术，虽然行业内普

11、遍认为该技术具有大幅度削减发电成本的潜力，在全球范围内也有多家机构在进行该技术的研发、试验或示范，但囿于其商业化推广难度较大，鲜有机构愿意倾全力推进该技术的商业化进程。中控10MW熔盐塔式光热电站成功投运浙江中控太阳能技术有限公司消息，8月20日14时18分，中控太阳能德令哈10MW塔式熔盐光热电站（以下称该电站）一次性打通全流程并成功并网发电，至21日15时45分，该电站实现满负荷发电，各项参数指标完全达到设计值。中控太阳能在其官方新闻稿中称，该电站是我国首座成功投运的规模化储能光热电站，也是全球第三座投运的具备规模化储能系统的塔式光热电站；同时该电站完全采用中控太阳能公司自主研发的技术和装

12、备，它的成功投运表明塔式光热发电全部技术和装备在首次商业化应用中就完全实现了国产化。该电站是在中控德令哈10MW水工质光热电站的基础上进行的熔盐系统改造工程，于2014年底正式启动相关的设计、专项设备采购和工程建设工作。改造后的电站采用直接熔盐传热储热技术。项目在原有的镜场基础上增大了镜场面积，从原来的58000平方米采光面积扩大到78000平方米，该项目此前采用的定日镜为2平米小型定日镜，共计29000台，新增设20平方米定日镜共计1000台。同时更换原有的水工质吸热器为熔盐吸热器，并新安装整套熔盐传热储热系统。10月12日上午11点18分，我国首个高温熔盐槽式光热发电示范回路在甘肃阿克塞并

13、网投运。该项目位于阿克塞县南环西路防风林外50米处，主要由一条800米长的集热回路、一套8小时的储能系统（储能能力8.7MWt）、一套换热系统（换热功率1.62MWt）及一台200千瓦的发电机组组成，即包括了集热、储热、换热、发电、并网等系统的全部功能，总投资约8500万元。本网记者在控制室内看到，在瞬时DNI值为912W/时，该系统产出的蒸汽压力为6.83MPa，蒸汽温度为511.9，熔盐入口和出口温度分别为292和551，运行表现良好。同时，该示范回路也是我国首批20个光热发电示范项目之一的金钒能源甘肃阿克塞50MW熔盐槽式光热发电项目的测试平台和先导工程，其成功投运也为后期50MW商业化电站的开发奠定了基础。该项目于2015年5月启动，由意大利阿基米德太阳能公司（ASE）、德国林德（LINDE）、西北电力设计院及天津滨海光热技术研究院共