「智慧儲能」——實施電能替代的關鍵技術支撐

中國儲能網訊：所處階段：成熟待產業化

成果來源：中科院等離子體物理研究所

必要性及需求分析:

隨著經濟發展和人口增加，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生嚴重霧霾，引起全社會對環境保護的關注以及對能源發展方式的反思，為構建與能源發展方式轉變和能源戰略轉型相適應的綠色能源消費模式，國家電網公司提出實施「以電代媒、以電代油、電從遠方來」的發展戰略，推動電能替代工程。

「智慧儲能」技術就在此大背景下研發成功，系統產品的應用實質是對現有能源的合理全部利用不浪費，可應用於電能替代、風電供暖、電網調峰等國家電網涉及的幾乎所有技術領域。

圖片一：高溫熔鹽儲熱系統，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，以滿足工業用熱需求。

目標及主要任務:

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

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

「智慧儲能」技術的應用，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，通過換熱可產生550℃ 120bar蒸汽，400℃以內的導熱油，以及90℃的供暖用熱水。

現有工作基礎:

淮南中科儲能科技有限公司研製的10MWht中試儲熱實驗平台，設計合理、建造精良，調試成功，可連續穩定產生過熱蒸汽；

該實驗平台曾試運行達40多天，利用夜間谷電，成功實現為3000m2學生公寓冬季供暖；

試運行期間，系統整體保溫效率達到98%，工作區間內介質始終保持液體狀態，流經的管道系統氣體壓力為常壓，這就使得「智慧儲能」技術在電能替代工程的應用上具備了技術保證。

圖片三：固體蓄熱設備，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，以滿足工業用熱需求。

圖片四：固體蓄熱設備通過換熱可穩定產生300℃以內的熱風，300℃以內的導熱油，以及90℃的供暖用熱水。

預期經濟和社會效益:

「智慧儲能」技術不但可應用與電能替代，還可應用於風電供暖及電網調峰；

我國國土幅員遼闊，國家電網遍布城鄉，涉及每一個省份，僅電網合作就是一個很可觀的主要市場；若能廣泛用於國家電網的改造升級，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企業；則經濟效益大為可觀。

「智慧儲能」技術伴隨電能替代工程的發展，將以輸電代替輸煤，減少煤炭大規模、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和電力大規模輸送，全面提高能源開發利用的效率和效益；

同時依託特高壓電網，實現西部、北部的水能、風能、太陽能等清潔能源大規模開發和大範圍優化配置；

提高電能占終端能源消費比重，對於推動社會節能減排，緩解城市霧霾困擾，促進我國能源可持續發展有著重要的現實意義。

圖片五：水蓄熱系統，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：

鑒於 「智慧儲能」技術及產品的特殊性，其所應用的目標市場即為國家電網的改造升級及工業企業相關的能源利用與存儲領域；

「智慧儲能」系統產品既可與遍布國內城鄉的電網併網後儲能、供熱、發電；也可為有「智慧儲能」技術需求的工業企業研製並且施工成套儲能系統產品。

固體蓄熱工藝模擬流程圖

熔鹽儲熱工藝流程簡圖

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