储能技术

国际上这几家企业在积极开发热储能解决方案

2020-07-17 14:23:26 中国储能网 作者:刘伯洵

据外媒报道,西门子能源公司日前宣布与挪威储能厂商EnergyNest公司签署协议,为工业客户开发热储能解决方案,这是热储能行业的一个最新动态。虽然热储能行业发展潜力巨大,但迄今实际应用案例却很少。

这两家公司正在探索使用多余的可再生能源产生的电力为热储能方案提供电力,从而降低了工业生产设施对天然气的需求,同时提高灵活性。

利基技术

长期以来,人们一直认为热储能技术对于脱碳至关重要,但是热储能技术仍然是一种利基技术并且部署成本高昂。这两家公司认识到了这一点,因此计划创建模块化和标准化储热系统,将热储能技术的效率和经济性提高到可扩展模型中。(注:利基是指某种技术或产品通过专业化经营来占领某些细分市场,从而最大限度地获取收益。)

热储能市场如今的市场规模达到43.5亿美元,但在能源世界中这并不起眼。尽管目前热储能技术由于效率有限和项目经济性有限而难以推广,但该技术的支持者坚持认为与锂离子电池储能系统相比,热储能可以提供更高功率容量、更长工作寿命,以及更好的整体系统可靠性。

发展阶段

并非只有西门子能源公司与EnergyNest公司在热储能领域开展业务,还有一些其他厂商和机构致力于将这种利基技术引入主流。

美国国家可再生能源实验室(NREL)启动了一个旨在提高热储能效率的项目。具体来说,该实验室正在开发一种使用电力为高性能热交换器提供能量的系统,该系统首先采用电力将储热固体颗粒加热到1100℃以上,这些颗粒可以在绝缘筒仓中存储热量长达几天的时间。当需要电力时,储热颗粒将通过流化床热交换器加热工作流来驱动连接到发电机的布雷顿联合循环涡轮机。

对于布雷顿能源公司而言,该公司目前正在开发一个“关键组件”,以将布雷顿联合循环涡轮机集成到具有成本竞争力的热储能系统中。也就是说,布雷顿公司正在寻求这样的一个系统,系统将每个涡轮机设计成为既充当压缩机又充当涡轮机,可以在充放电时交替循环进行。该系统对零组件进行简化和整合,可以提高效率,并降低投资成本。

Echogen公司于2018年开发了一种热储能系统,该系统使用二氧化碳热泵循环通过加热储热层(诸如沙子或混凝土等廉价材料),将电能转化为热能,储热层储存热量,然后根据需要将热能转换回电能。

这三个热储能项目获得了由美国能源部高级计划署(ARPA-E)提供的一系列竞争性赠款,其目的是将长时储能成本降低至每千瓦时5美分。

虽然一些用户对热储能项目的开发和研究很感兴趣,但是完全实现商业化运营是另一回事。

熔融铝热储能

瑞典初创厂商Azelio公司开发的熔融热储能商业化项目(将能量存储在熔融铝中)已经取得了突破性进展。该公司的一个热储能解决方案已在摩洛哥与一个装机容量为580MW的Noor Ouarzazate太阳能发电场配套部署。Azelio公司采用的熔融铝热储能技术使用太阳能发电设施的电力将金属铝加热到600℃。当需要熔融热储能系统供电时,存储的热能将通过传热流体输送到斯特林发动机进行发电。

据报道,Azelio公司日前与美国Trimark Associates公司签署了一份谅解备忘录,在2025年之前,Azelio公司热储能装置的装机容量将超过45MW,Trimark公司作为系统集成商,将帮助Azelio公司进军美国市场。该公司部署热储能项目装机容量的目标是2021年达到150kW,2022年达到3MW,2023年达到6MW,2024年达到12MW,2025年达到24MW。

熔融硅热储能

总部位于澳大利亚阿德莱德的1414 Degrees公司是一家熔融硅热储能公司,致力于为需求从10MWh到1GWh的客户提供热储能解决方案。由于熔融硅的温度在1414℃左右,因此该公司因此得名。

2019年底,该公司收购了SolarReserve Australia II公司,SolarReserve公司在南澳大利亚州奥古斯塔港附近拥有和运营一个太阳能发电场。而1414 Degrees公司计划使用Aurora公司的太阳能发电场试用其TESS-GRID热储能技术,并为电网提供稳定的电力。

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