所處階段：成熟待產(chǎn)業(yè)化

 

成果來源：中科院等離子體物理研究所

 

必要性及需求分析:

 

隨著經(jīng)濟發(fā)展和人口增加，能源短缺、氣候變化等問題日益突出。尤其近幾年我國大部分省份冬春季頻繁發(fā)生嚴重霧霾，引起全社會對環(huán)境保護的關(guān)注以及對能源發(fā)展方式的反思，為構(gòu)建與能源發(fā)展方式轉(zhuǎn)變和能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型相適應(yīng)的綠色能源消費模式，國家電網(wǎng)公司提出實施“以電代媒、以電代油、電從遠方來”的發(fā)展戰(zhàn)略，推動電能替代工程。

 

“智慧儲能”技術(shù)就在此大背景下研發(fā)成功，系統(tǒng)產(chǎn)品的應(yīng)用實質(zhì)是對現(xiàn)有能源的合理全部利用不浪費，可應(yīng)用于電能替代、風電供暖、電網(wǎng)調(diào)峰等國家電網(wǎng)涉及的幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域。

 

 

圖片一：高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)，利用熔鹽作為蓄熱材料將谷電及間歇性電能以熱能形式儲存起來，以滿足工業(yè)用熱需求。

 

目標及主要任務(wù):

 

目前全球大多數(shù)國家熱能的消耗是電能的兩倍，中國也是如此，現(xiàn)階段熱能供應(yīng)的主要方式還在依靠燃煤和燃氣。

 

而利用“智慧儲能”技術(shù)，可以在不增加電網(wǎng)負擔的情況下將夜間的谷電及棄風電消納，通過技術(shù)手段轉(zhuǎn)化為熱能存儲下來，再根據(jù)用戶的不同需求，通過與水的換熱產(chǎn)出熱水進行供暖或者產(chǎn)出蒸汽進行工業(yè)供熱。

 

“智慧儲能”技術(shù)的應(yīng)用，可顯著降低燃煤燃氣的使用，從而有效治理霧霾，同時還提高了用電效率。

 

 

圖片二：高溫熔鹽儲熱系統(tǒng)，通過換熱可產(chǎn)生550℃ 120bar蒸汽，400℃以內(nèi)的導(dǎo)熱油，以及90℃的供暖用熱水。

 

現(xiàn)有工作基礎(chǔ):

 

淮南中科儲能科技有限公司研制的10MWht中試儲熱實驗平臺，設(shè)計合理、建造精良，調(diào)試成功，可連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)生過熱蒸汽；

 

該實驗平臺曾試運行達40多天，利用夜間谷電，成功實現(xiàn)為3000m2學生公寓冬季供暖；

 

試運行期間，系統(tǒng)整體保溫效率達到98%，工作區(qū)間內(nèi)介質(zhì)始終保持液體狀態(tài)，流經(jīng)的管道系統(tǒng)氣體壓力為常壓，這就使得“智慧儲能”技術(shù)在電能替代工程的應(yīng)用上具備了技術(shù)保證。

 

 

圖片三：固體蓄熱設(shè)備，利用蓄熱合金磚作為蓄熱材料將谷電及間歇性電能以熱能形式儲存起來，以滿足工業(yè)用熱需求。

 

 

圖片四：固體蓄熱設(shè)備通過換熱可穩(wěn)定產(chǎn)生300℃以內(nèi)的熱風，300℃以內(nèi)的導(dǎo)熱油，以及90℃的供暖用熱水。

 

預(yù)期經(jīng)濟和社會效益:

 

“智慧儲能”技術(shù)不但可應(yīng)用與電能替代，還可應(yīng)用于風電供暖及電網(wǎng)調(diào)峰；

 

我國國土幅員遼闊，國家電網(wǎng)遍布城鄉(xiāng)，涉及每一個省份，僅電網(wǎng)合作就是一個很可觀的主要市場；若能廣泛用于國家電網(wǎng)的改造升級，電能替代工程的大力推動，以及有能源利用與存儲需求的工業(yè)企業(yè)；則經(jīng)濟效益大為可觀。

 

“智慧儲能”技術(shù)伴隨電能替代工程的發(fā)展，將以輸電代替輸煤，減少煤炭大規(guī)模、遠距離運輸壓力，從根本上解決煤電運緊張問題；

 

還能促進能源基地集約高效開發(fā)和電力大規(guī)模輸送，全面提高能源開發(fā)利用的效率和效益；

 

同時依托特高壓電網(wǎng)，實現(xiàn)西部、北部的水能、風能、太陽能等清潔能源大規(guī)模開發(fā)和大范圍優(yōu)化配置；

 

提高電能占終端能源消費比重，對于推動社會節(jié)能減排，緩解城市霧霾困擾，促進我國能源可持續(xù)發(fā)展有著重要的現(xiàn)實意義。

 

 

圖片五：水蓄熱系統(tǒng)，利用風電、光伏的電力以及槽式太陽集熱器來加熱水進行存儲，滿足24小時供暖需求。

 

實施方式/模式：

 

鑒于 “智慧儲能”技術(shù)及產(chǎn)品的特殊性，其所應(yīng)用的目標市場即為國家電網(wǎng)的改造升級及工業(yè)企業(yè)相關(guān)的能源利用與存儲領(lǐng)域；

 

“智慧儲能”系統(tǒng)產(chǎn)品既可與遍布國內(nèi)城鄉(xiāng)的電網(wǎng)并網(wǎng)后儲能、供熱、發(fā)電；也可為有“智慧儲能”技術(shù)需求的工業(yè)企業(yè)研制并且施工成套儲能系統(tǒng)產(chǎn)品。

 

 

固體蓄熱工藝模擬流程圖

 

 

熔鹽儲熱工藝流程簡圖