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【熔盐炉和导热油炉哪个更省钱】熔盐储能供热技术的发展

熔盐储能供热目前在我国是一项新技术,主要源于国外的太阳能光热发电技术,国内引进的两种聚光方式都有、目前还都在实验验证中。其它用于储能的工艺流程还是基本沿用国外的熔盐应用方式,熔盐的加热储能、换热结构十分复杂;就用于熔盐储能采暖来说,国内几家公司采用高温熔盐罐、低温熔盐罐、熔盐泵循环、管道保温伴热、高温换热、低温换热、然后才可以向供暖管道提供热水,熔盐加热;由熔盐泵将低温熔盐液体、通过熔盐电加热器、循环至高温熔盐罐存储,换热使用时由熔盐泵把高温熔盐罐的熔盐液体抽出、通过熔盐/导热油交换器、再由导热油/水交换器加热水,然后提供给供暖用户使用,通过交换器降温的熔盐液体通过管道流回低温熔盐罐。

近日,中投亿星红日太阳能科技有限公司在河北省辛集市举行了中国首座熔盐储能供暖项目开工仪式。全国工商联新能源商会副会长、中投亿星新能源集团公司董事长李亚斌先生;北京工业大学、中投亿星新能源集团公司首席科学家马重芳教授;全国工商联新能源商会助理秘书长周洪山先生;中国晋商俱乐部秘书长刘文斌先生,以及辛集市政府相关领导,和来自全国各地长期以来对熔盐技术热切关注的嘉宾朋友齐聚一堂,共襄盛举。

北京工业大学传热强化与过程节能教育部重点实验室是国内最早从事熔盐开发和利用的机构,马重芳教授带领其技术团队历经二十多年的探索与创新,获得了熔盐领域全系列自主知识产权,科研成果被国内外同行充分认可,成为全球最具影响力的熔盐研发中心。

中投亿星新能源投资有限公司于2014年与北京工业大学签署了产学研合作协议,斥巨资并购了马重芳技术团队熔盐领域全系列知识产权,共同成立了中投亿星红日太阳能科技有限公司来实现产业化运作。

熔盐储能供热是利用熔盐极佳的储热特性,夜间用价格低廉的谷电加热熔盐并储存热量,按需求实现一整天的供热。是具有安全、环保、经济等特性,是最具竞争优势的供热方式。河北省是全国环境污染之最,辛集是河北环境污染之最,公司选择将项目落户在辛集,具有深远的意义。

全国工商联新能源商会助理秘书长周洪山代表新能源商会发表了祝贺,高度赞扬了中投亿星熔盐储能绿色技术以及多年对新能源技术的专注。

全国工商联新能源商会副会长、中投亿星新能源董事长李亚斌在发言中表示:“河北是我的第二故乡,此次能够在北京工业大学马重芳教授技术强大的技术支持下,在河北辛集市建设全球第一座熔盐储能绿色供暖项目,希望能够得到河北父老乡亲的大力支持”。

马重芳教授对供热项目寄予厚望,他说:“辛集素有皮革之都的美誉,希望辛集在全球将拥有另一张新的名片,那就是熔盐储能绿色供暖之都”。

熔盐储能供热主要是通过化学反应、物理、电磁等方式,把多余电能、热能、光能、风能等转化为电能储存并加以利用,其原理类似于蓄电池,但比蓄电池更环保。

目前,社会用电过剩现象问题突出,清洁能源也存在较为严重的消纳问题,如何改变能源大幅弃用浪费现象,建立有效的能源储存利用体系?

落户延安高新区的一项新技术新项目就回答了这个问题。这就是中投亿星熔盐储能项目。

2017年11月14日上午,延安高新区熔盐储能示范项目开工仪式暨延安储能产业园展厅开馆仪式在高新区创新科技产业园隆重举行。

该项目主要通过太阳能和夜间价格低廉的谷电加热熔盐实现供热,全程零排放、零污染,是熔盐储能的应用模式之一。项目预计于11月中旬开工建设,2018年1月建成后可供暖可达40000㎡。

从延安的实际出发,传统煤油经济增长动能明显减弱,如何提高能源利用率,实现传统能源与新能源、再生能源多能互补,是加快经济结构调整、推动转型发展的关键所在。而延安处于关天、呼包鄂银榆两大经济区中间区域和“三西两东”能源基地中央,作为重要的国家能源化工基地和能源富集地,具备了承载储能产业的物理空间和关键资源要素,加上得天独厚的政治优势和亲商助商优惠政策,为储能谷建设发展提供了可能性。

做成一件事,需要天时地利人和;成就一个产业,需要当机立断的果敢,需要发展产业必备的物质要素,更需要志同道合的合作伙伴。

在历经半年寻寻觅觅的招商引资后,2017年9月,中投亿星新能源投资有限公司总经理姜风鸣带着合作项目来到延安,走进延安高新区党工委书记、管委会主任刘矿平的办公室。在此之前,年轻的清华博士并未想到,这一次见面,将彻底改变他原定计划。原本,姜凤鸣来延安只是一次不会停留太久的短暂旅程,只是把他做得很成熟也很熟悉的项目再换一个地方做,为革命老区的大气污染防治和环保事业做出自己的贡献。

双方见面后,就熔盐储能供热项目的落地、实施计划进行了再确认,并就能源行业的现状和未来发展走势交换了意见。作为能源行业的深度参与者和践行者,两人一见如故,对储能产业的发展前景更是不谋而合,达成了“储能将成为能源领域极为重要的支撑”的共识。经过深入研讨,初步决定在合作共建熔盐储能供热项目的基础上,利用双方优势和资源建设熔盐储能主题产业园,这次见面和谈话成了储能谷的原点和发端。

之后,姜凤鸣成了延安高新区管委会的常客,这位年轻时担任过全国学联副主席的科技精英,不光带着自己的团队来,还把国内外顶级的熔盐储能方面的储能专家、储能行业的领军企业和世界领先的储能技术也带到高新区来,储能产业的合作一步步走向深入,合作团队的阵容也愈加壮大。

经过多次深入的交流和调研,对储能产业建设规划、具体项目的建设内容,技术、资金、人才的引进进行详细推演、论证,得出结论:在延安做储能还有更大的发展空间和市场潜力。由延安高新区进行政策引导和相关配套支持,中投亿星主导技术、人才、项目的引进和国内国际市场、产业形势把控,共同把延安建设储能产业基地做大做强。

11月15 日,中投亿星新能源有限公司与延安高新区正式签订《延安储能谷框架合同书》,其中包括储能产业园区、储能生产装备制造基地、储能科技技术研发中心等一系列项目。

11月20日,延安能源与环境院士工作站正式签约之前,高新区、延安能源集团与中科院院士、中国矿业大学教授何满潮院士的团队进行了座谈,其中包括麻省理工学院研究宇航变相储能的张慧博士,再次触发了关于储能产业发展的大讨论,

11月25日,由中投亿星公司牵头的储能模式多元化的碰头会在高新区“红色筑梦”科技孵化基地召开,东胜新能源集团董事长陶智、 台北科技大学的李建德教授等研究储能的专家和投资运营负责人详细介绍了薄膜发电、锂电池梯次利用、光热发电储能等国际国内领先的储能新技术及应用成效。通过面对面的交流和直观的产品展示,为延安高新区打开了国际领先储能技术的大门,对进一步完善储能基地建设,丰富储能载体和成熟的技术应用提供了更多的可能和选项,

2017年11月底,延安高新区储能谷终于拨云见日:依托太阳能光热发电系统、储能式风力发电系统、薄膜太阳能电池发电系统、熔盐超大规模储能技术、锂电池梯次利用储能技术、宇航相变材料储能技术等六大储能产业板块,引进岑可法院士、马重芳教授、周昊教授、留美博士张慧、台北科技大学李建德博士等成立国家级储能研究中心、储能院士工作站、博士后工作站,全球储能创业产业孵化器及全产业链的制造和服务平台,并在此基础上成立以储能产业为核心的产业基金,带动储能上下游产业链的全面发展,形成集储能产业研究、人才技术交流、产业市场推广、高新技术成果展示为一体的综合性储能园,打造中国储能产业示范区。

项目计划分为两期建设,初期规划投资100亿元,规划占地5000亩,建设储能研发创新中心,现代化储能产业装备制造中心,储能应用示范项目、储能技术展示展览中心等。第二期将陆续建设国家级储能研究中心、国家级储能产业化基地、国家级储能产业研发自主创新示范区、国际储能产业集中建设人才基地、国际储能高峰论坛基地等,把“中国·储能谷”打造成为延安市的新名片。

作为区域性产业引领示范区,延安高新区清楚地知道,发展产业,政府的政策引导、提供服务、解决问题的作用至关重要。为此,必须积极转变职能,以“店小二”的精神为企业排忧解难,为产业发展排清障碍。

在破解资金瓶颈这个老大难问题上,延安高新区从入驻企业有技术缺资金的特点入手,创造性地提出“科技成果评估投资”的投融资模式,为企业解决发展资金的燃眉之急,即通过专业化的投资公司对企业科技成果的未来收益和市场前景进行评估,确定投资意向,在第三方担保的前提下,政府通过直接投资和股权投资的方式补充企业发展资金,既能解决企业融资难的问题,又能有效控制风险,保证国有资产保值增值。

“没有固定资产,只有科技成果银行是不能贷款的,这是很多科技型企业面临的问题,我们的这种办法,就是为解决这个问题量身定制的。”延安高新区招商一局局长杨耀富说,“服务企业不止是门好进,脸好看,更应该是实实在在地解决问题。”

为完善生活配套,解决人才引进和安置的问题,延安高新区还计划建设专家公寓。为加快进度,及时提供完善配套,通过直接回购现有商品房进行改装等方式,为引进的人才和专家提供便利、舒适的生活、工作场所。

解决问题,提升企业创业发展体验,不仅是助推产业发展的必由之路,也是吸引企业、留住企业的重要步骤。对为什么来延安做储能,姜风鸣说:“来延安投资做产业,中投亿星看重的是延安高新区这个平台,这里有志同道合的团队,也有我们发展需要的物理空间和资源平台,同时还通过政策引导,跟企业一起解决困难,为企业和产品站台背书,没有理由不来。”

从最初的熔盐储能供热项目到储能产业园,到综合性储能产业基地,再到覆盖六大储能产业板块的全产业链储能生态体系,延安储能谷实现了从无到有,从小到大的裂变,其中,适当的政策引导、精准招商、精细服务、平台搭建、人才匹配成了最关键的催化剂。“储能谷是一次具有示范性和代表性的经验,今后将把这个案例打造成产业转型升级的模板,按照这个模板,对其他产业进行整合包装,进而实现百亿级产业集群的发展目标”。高新区招商一局局长杨耀富信心满满地说。

高新区党工委书记、管委会主任刘矿平对中投亿星熔盐储能项目寄予厚望,他说:“储能是未来能源产业发展的重要支撑和方向,希望与中投亿星、科研院所和相关高校形成“产、学、研”合作模式,开展储能领域的联合攻关,加快促进延安产业转型升级,把延安打造成为享誉全球的储能谷”。

当前,以京津冀为中心的整个华北地区大面积的雾霾天气已经严重影响到了人民群众的日常生活和身体健康,雾霾天气凸显了京津冀地区乃至我国能源利用状况不合理问题十分突出,大量冬季采暖燃煤是造成京津冀地区冬季空气严重污染的主要原因之一。

业内专业人士表示,实施“煤改电”供暖技术,利用电力取代燃煤锅炉集中供暖,逐步扩大电采暖的使用比例,特别是推广电网峰谷电采暖方式,是有效控制采暖期空气质量的一个重要途径。目前北京市及周边城市纷纷启动了“煤改电”供暖工程,各级政府也出台了相关的优惠鼓励政策。

目前,一种利用峰谷电加热熔盐蓄热集中供暖的“煤改电”技术走进业内人士的视野,据了解,该技术是一种基于熔盐显热蓄热的电加热集中供暖技术,本技术采用独立熔盐蓄热集中供暖系统,利用晚上峰谷期的低价电加热熔盐储能,白天通过盐-水换热器将循环水加热至供暖温度,将热水输送至建筑物内末端盘管,实现对建筑的供暖功能。本技术使用峰谷电满足白天用电高峰期的供暖需求,有效转移了盈余的峰谷电力,提高了电网稳定性和电能的使用率,并且完全取代了燃煤供暖锅炉,真正实现了建筑供暖的“煤改电”工程改造。

据了解,熔盐蓄热集中供暖系统采用双罐熔融盐蓄热技术,采用混合熔盐作为蓄热工质,利用低价低谷电力加热熔盐储能,白天不再消耗电力供暖。该技术在夜间低价峰谷电时段,通过熔盐泵将冷盐罐内的熔盐抽出输送到熔盐电加热器将熔盐加热至高温(约500℃左右)后进入热盐罐,在白天用电高峰期利用熔盐泵将热盐罐内储存热量的高温熔盐抽出输送到熔盐-水换热器,加热市政供暖用的水循环系统产生热水,向居民供暖或提供洗浴用热水,此时不再消耗电力用于加热熔盐。此技术只需要将集中供暖系统的燃煤锅炉房改造成熔盐蓄热电加热系统,市政管网及供暖用户末端设备均不需进行改造,最大限度的降低了改造成本,同时实现了电网移峰填谷的目的。

夜间将电网谷电输送至熔盐电加热器,将低温熔盐加热储存在高温罐中,供暖时将高温熔盐送入熔盐-水换热器加热供暖水路,降温后的熔盐回到冷盐罐中等待夜间再次加热,实现整个供暖循环。系统结构简单、设备少、运行可靠安全,真正实现了绿色供暖的同时缓解电网峰谷差,实现移峰填谷。

利用峰谷电加热熔盐蓄热集中供暖的“煤改电”技术实施系统主要包括高、低温熔盐罐,熔盐泵,熔盐电加热器,熔盐-水换热器,混合熔盐等设备和材料,系统结构简单,技术成熟,非常适用于京津冀地区建筑面积大于1万平方米的小区、商业地产、旅游区建筑、别墅区等使用,全系统的投资成本大约在每平方米150元左右,供暖季运行成本根据峰谷电价不同在每平方米13元至18元,具有良好的经济性能,适合大规模的推广和应用。

1月22日,中投亿星新能源投资有限公司(以下简称“中投亿星”)董事长李亚斌在全国工商联新能源商会召开当的新闻发布会上表示,中投亿星新能源投资有限公司与北京工业大学“传热强化与过程节能教育部重点实验室”主任马重芳教授团队联合组建的中投亿星红日太阳能科技有限公司,系太阳能热发电储能系统技术与装备的专业提供商、集成商和服务商。公司技术团队在熔盐传热蓄热领域积累了全套的专利及非专利技术,拥有目前国内唯一高温熔盐储能全系统自主知识产权,并在低熔点熔盐领域取得了国际领先的研究成果和产品。

李亚斌还强调,公司正在制定一系列市场战略,抓住国家利好政策的时机,强化熔盐技术,积极融入“煤改电”供暖技术革新过程中。

另据了解,中投亿星凭借在熔盐传热储能系统的技术优势与经验,能够大幅降低目前光热发电站的投资成本近30%。凭借马氏太阳盐的超宽温、低熔点的特性,该公司的槽式系统(已经运行8000小时以上)将传热与蓄热工质合二为一,取消了导热油传热回路,利用马氏熔盐直接经过集热管升温储存热量,减少了导热油换热系统,提高了储能温度和效率,同时降低了管路系统压力,简化了控制系统和设备,提高了电站可靠性和安全性,环境友好无污染,将带来巨大的经济效益,为太阳能发电的快速发展奠定了坚实的基础;对于塔式系统,采用马氏熔盐后将大大降低熔盐上塔冻堵的风险,降低塔式熔盐电站技术难度和成本,为塔式熔盐电站在国内的建设和推广提供有力支持。

据李亚斌介绍,中投亿星在重点实验室的基础之上,公司成立了高标准的研发中心,中心考察了国外大部分的商业运行电站,结合国外的经验,自主创新,进一步注重实践,并合作建成商业化的示范工程,积累了宝贵的经验。凭借专业的团队、领先的技术、雄厚的资金,致力于太阳能光热电站储热系统的专项研究与运用,从事新能源和节能减排领域储能材料和储能设备的研发、生产和销售,提供包括太阳能热发电、风电、光伏等各种新能源以及建筑供暖、智能电网、工业余热应用等节能减排领域的储能系统解决方案、系统集成及EPC总包。

据新华网了解,熔盐技术不但在供热领域大有作为,而且还在工业化工余热利用方面也具有重要作用。

首先,在高温烟气余热,耗用燃料的工业炉窑及内燃机、燃气轮机的烟气等;其次,炉渣余热:冶炼过程中产出的大量炉渣如:高炉、转炉、电炉炉渣、循环流化床煤渣等。再次,产品余热:焦炭、陶瓷、玻璃等产品的显热。第四,冷却介质余热:各种气化冷却装置、工业窑炉的水套等冷却装置产出的蒸汽、冷却水等。第五,可燃废气余热:炼铁高炉产出的煤气、炼油及化工厂的可燃废气等。第六、化学反应余热:冶金、硫酸、硝酸、化肥、化纤、油漆等工业部门生产过程中的余热等。最后,冷凝水、废水余热:工业生产过程蒸汽在工艺过程结束后冷凝水及各生产制造厂的废水等。

与此同时,工程技术领域也有广阔的应用前景,比如核电钍基熔盐堆和高温熔盐堆、化工盐浴炉、蓄热恒温干燥、各种工业余热应用、智能电网储能、火电站储能、稠油资源高温裂解开采、等其他中高温传热蓄热领域。

责任编辑: 鲁达

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