具有成本效益的储能方案可以说是人类逐步过渡到低碳社会的关键, 而当前储能主要有两种方式, 一种为储热, 一种为储电. 那么, 这两种储能形式哪种更具经济性呢?
近日, 德国储能协会(BVES)发布的一组最新研究数据显示, 分别储存1kWhel和1kWhth的能量时, 锂离子电池储电成本约为熔盐储热成本的33倍. 【详细数据见下表】
表: 储能成本对比(数据来源于多份德语资料, 计算方式为总资本支出除以一个工作周期内的总储电量或热量, 其中锂电池储能项目的成本还包含了空调和防火措施等基础设施的投资成本. )
如上表, BVES方面表示, 需要注意的是, 无论是直接换热还是间接换热, 根据温差和运行方式的不同, 具体成本也会有所差别, 因此, 资料提供的成本数据范围在25-70欧元/kWhth之间. 而使用大型锂电池的六个示范系统(由能源供应商STEAG建造)的储电成本则高达833欧元/kWhel.
按照上表数据, 熔盐储能的成本相比锂电池储电成本具有明显优势. 兼任德国Enolcon和Storasol两家公司【Enolcon公司是一家工程咨询公司, 专门为传统电站各可再生能源设施开发商提供项目融资和评估支持服务;Storasol公司则创建于2013年, 依托Enolcon公司开发的技术设计高温储热系统. 】总经理的Günter Schneider博士对上述数据表示赞同.
Schneider认为, 成本对比一直是一个很棘手的问题, 因为它们很大程度上取决于基础计算需要涉及哪些设备, 如风扇, 换热器, 泵等. 如果初始成本相同, 当温度可以影响储热容量的大小时, 每千瓦时热的成本还取决于储存温度. 比如, 当储热温度达到550℃时, 储热容量约为440℃时的两倍, 因而每千瓦时热的储能成本可削减一半.
Schneider同时指出, 技术创新正在使储热成本得到进一步下降. 例如, Storasol公司的新型模块化技术可实现600℃以上的储热温度, 该技术使用砂砾或碎石储热, 使用室外空气传热. 创新型的固态储热介质按床型排列, 可实现快速储热和释热. 巨大的表面积可降低空气流速, 使得整个运行系统的压力损失最小化. 通过测算, 采用该技术储热成本可降低到15~25欧元/kWhth. 2015年末, 采用该技术的首个兆瓦级系统在德国拜罗伊特大学已经投入运行.
而对于正处于发展阶段的光热发电行业来说, 熔盐储热系统目前已逐渐成为光热电站的标准配置, 业界公认的是, 具备高经济性的熔盐储热系统无疑将对光热发电行业的未来发展起到积极作用.
表: 熔盐储热系统的主要参数指标(数据来源: BVES)
具体来说, 熔盐是目前大型光热发电站使用最普遍的储热介质, 高性价比的熔盐储热系统则是光热电站无需化石燃料辅助系统就可实现长时间稳定发电的重要保障. 此外, 除了用于光热发电, 熔盐储热还可以用于海水淡化和稠油开采等多个领域.
