中國儲能網訊：為解決可再生能源大規(guī)模并網帶來的間歇性和波動性，高效、可靠的儲能技術備受關注，而借助成本低廉以及可靠性高等優(yōu)勢，儲熱電池技術成為最新焦點。近日，西班牙多家研究機構聯合發(fā)布最新儲熱技術突破，推出了能將系統效率提高到112.6%的電熱能量轉換裝置，借助這一裝置能將可再生能源富余電能轉化為熱能并進行儲存，助力平滑可再生能源發(fā)電波動問題。
●儲熱電池走向大眾
西班牙研究機構在報告中指出，儲熱電池系統需要有效的熱能和電能轉換過程，高效的系統設計必不可少，為解決這一問題，該機構設計的系統利用空氣作為傳熱介質，結合熱泵系統和電阻系統，有效提高了儲熱系統溫度，在135攝氏度時可實現112.6%的整體能量效率，該技術的突破能夠讓更多電能轉化為熱能并儲存起來。
從目前市場上現有的儲能技術路線來看，儲能技術主要分為物理儲能、電化學儲能、熱儲能和化學儲能等，可再生能源大規(guī)模并網推動之下，為平滑電網，調峰儲能需求不斷高漲，而單一技術路線已難以滿足下游龐大的應用需求。以電化學儲能為例，在業(yè)界看來，該技術路線往往需要鋰、鎳等礦產資源，其成本以及安全性能始終對其大規(guī)模發(fā)展造成制約。
在此背景下，儲熱技術逐步從“小眾技術”走向大眾視野。據上述研究機構科研人員介紹，熱儲能技術以熔鹽、空氣、巖石等儲熱材料為媒介，將富余電能轉化為熱能形式先儲存起來，在需要時借助蒸汽渦輪機等設備轉化為電能釋放應用。不論對于集中式可再生能源電站還是分布式風光發(fā)電項目，儲熱技術都具備一定的應用空間，有望成為能源系統管理中的重要一環(huán)。
記者了解到，儲熱電池技術的突破已吸引了多國能源行業(yè)關注，加拿大、德國、英國、美國等國均開啟了儲熱電池系統相關實驗。在我國，熔鹽儲能技術已在火電靈活性改造、光熱電站等多個應用場景嶄露頭角，多地已有熔鹽儲能項目落地。
●或成長時儲能解決方案
在業(yè)界看來，儲熱電池的應用場景還在不斷拓寬。英國機械工程師協會近期公開表示，熱能滿足了工業(yè)界一半以上的能源需求，但從目前情況來看，氫能、電化學儲能等技術路線明顯更加“吸睛”，人們往往忘記了更為簡單的儲熱系統，英國政府應更加重視儲熱電池技術。
近期，美國國家可再生能源實驗室也發(fā)布了最新儲熱電池系統，提出可將富余風光電力轉為熱能，以沙粒為介質儲存熱能。該機構借助最新研發(fā)的實驗室試驗裝置測算得出，5天內商業(yè)化儲熱電池系統熱能儲存效率可達到95%以上。
美國國家可再生能源實驗室研究人員表示，目前主流的電化學儲能技術鋰電池的儲能時長可能僅有幾個小時，并不足以滿足能源系統脫碳需求，為此，長時儲能技術將必不可少。利用沙粒作為介質的儲熱電池系統不僅可以實現長時間儲能，還不依賴稀有金屬礦物原材料，具有顯著的供應鏈優(yōu)勢。
據市場研究機構麥肯錫估算，與其他低碳儲能方式相比，熱儲能系統在長時儲能領域儲熱電池系統具備高經濟性，每產生1兆瓦時電力，氫儲能成本可達到65美元—100美元，配備碳捕捉與封存設備的天然氣調峰設備成本高達45美元—55美元，而儲熱電池與熱泵的組合成本僅有15美元—25美元。
●大規(guī)模推廣仍存挑戰(zhàn)
麥肯錫指出，如果儲熱電池系統實現大規(guī)模應用，很可能是最具成本效益的供暖脫碳途徑之一，同時還能為電力部門脫碳提供穩(wěn)定性和韌性。
英國謝菲爾德大學研究人員羅伯特·巴索普也認為，熔鹽儲熱系統有望成為未來能源系統的重要組成部分，還能在工業(yè)領域提供高溫供能。
不過，多家行業(yè)研究機構也認為，儲熱電池系統要從試驗規(guī)模走向工業(yè)規(guī)模，還需要克服多重困難。麥肯錫認為，當前儲熱電池系統面臨的最大挑戰(zhàn)是“關注較少”，盡管該技術路線具備相應優(yōu)勢，在能源系統脫碳過程中應用潛力巨大，但各國政府部門以及能源行業(yè)對其重視程度有所不足，與氫能、電化學儲能等方式相比關注更少。同時，由于該行業(yè)處于初步發(fā)展階段，不同技術路線成熟度各有不同，從商業(yè)模式來看仍存在潛在的投資回報風險。
潛在的安全風險也不容小覷。市場研究機構長城證券分析指出，熔鹽儲熱系統應用規(guī)模雖然在不斷擴大，其技術本身也有多年應用歷史，但行業(yè)內尚未推行專門針對熔鹽儲熱的安全標準，在施工標準、質量標準以及檢測標準不統一的情況下，行業(yè)進一步發(fā)展可能存在安全隱患。
