據(jù)外媒報(bào)道，西門子能源公司日前宣布與挪威儲(chǔ)能廠商EnergyNest公司簽署協(xié)議，為工業(yè)客戶開發(fā)熱儲(chǔ)能解決方案，這是熱儲(chǔ)能行業(yè)的一個(gè)最新動(dòng)態(tài)。雖然熱儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展?jié)摿薮螅駥?shí)際應(yīng)用案例卻很少。

這兩家公司正在探索使用多余的可再生能源產(chǎn)生的電力為熱儲(chǔ)能方案提供電力，從而降低了工業(yè)生產(chǎn)設(shè)施對(duì)天然氣的需求，同時(shí)提高靈活性。

利基技術(shù)

長期以來，人們一直認(rèn)為熱儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于脫碳至關(guān)重要，但是熱儲(chǔ)能技術(shù)仍然是一種利基技術(shù)并且部署成本高昂。這兩家公司認(rèn)識(shí)到了這一點(diǎn)，因此計(jì)劃創(chuàng)建模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化儲(chǔ)熱系統(tǒng)，將熱儲(chǔ)能技術(shù)的效率和經(jīng)濟(jì)性提高到可擴(kuò)展模型中。(注：利基是指某種技術(shù)或產(chǎn)品通過專業(yè)化經(jīng)營來占領(lǐng)某些細(xì)分市場(chǎng)，從而最大限度地獲取收益。)

熱儲(chǔ)能市場(chǎng)如今的市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到43.5億美元，但在能源世界中這并不起眼。盡管目前熱儲(chǔ)能技術(shù)由于效率有限和項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性有限而難以推廣，但該技術(shù)的支持者堅(jiān)持認(rèn)為與鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，熱儲(chǔ)能可以提供更高功率容量、更長工作壽命，以及更好的整體系統(tǒng)可靠性。

發(fā)展階段

并非只有西門子能源公司與EnergyNest公司在熱儲(chǔ)能領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)，還有一些其他廠商和機(jī)構(gòu)致力于將這種利基技術(shù)引入主流。

美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室(NREL)啟動(dòng)了一個(gè)旨在提高熱儲(chǔ)能效率的項(xiàng)目。具體來說，該實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種使用電力為高性能熱交換器提供能量的系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先采用電力將儲(chǔ)熱固體顆粒加熱到1100℃以上，這些顆粒可以在絕緣筒倉中存儲(chǔ)熱量長達(dá)幾天的時(shí)間。當(dāng)需要電力時(shí)，儲(chǔ)熱顆粒將通過流化床熱交換器加熱工作流來驅(qū)動(dòng)連接到發(fā)電機(jī)的布雷頓聯(lián)合循環(huán)渦輪機(jī)。

對(duì)于布雷頓能源公司而言，該公司目前正在開發(fā)一個(gè)“關(guān)鍵組件”，以將布雷頓聯(lián)合循環(huán)渦輪機(jī)集成到具有成本競(jìng)爭(zhēng)力的熱儲(chǔ)能系統(tǒng)中。也就是說，布雷頓公司正在尋求這樣的一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)將每個(gè)渦輪機(jī)設(shè)計(jì)成為既充當(dāng)壓縮機(jī)又充當(dāng)渦輪機(jī)，可以在充放電時(shí)交替循環(huán)進(jìn)行。該系統(tǒng)對(duì)零組件進(jìn)行簡化和整合，可以提高效率，并降低投資成本。

Echogen公司于2018年開發(fā)了一種熱儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用二氧化碳熱泵循環(huán)通過加熱儲(chǔ)熱層(諸如沙子或混凝土等廉價(jià)材料)，將電能轉(zhuǎn)化為熱能，儲(chǔ)熱層儲(chǔ)存熱量，然后根據(jù)需要將熱能轉(zhuǎn)換回電能。

這三個(gè)熱儲(chǔ)能項(xiàng)目獲得了由美國能源部高級(jí)計(jì)劃署(ARPA-E)提供的一系列競(jìng)爭(zhēng)性贈(zèng)款，其目的是將長時(shí)儲(chǔ)能成本降低至每千瓦時(shí)5美分。

雖然一些用戶對(duì)熱儲(chǔ)能項(xiàng)目的開發(fā)和研究很感興趣，但是完全實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)營是另一回事。

熔融鋁熱儲(chǔ)能

瑞典初創(chuàng)廠商Azelio公司開發(fā)的熔融熱儲(chǔ)能商業(yè)化項(xiàng)目(將能量存儲(chǔ)在熔融鋁中)已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展。該公司的一個(gè)熱儲(chǔ)能解決方案已在摩洛哥與一個(gè)裝機(jī)容量為580MW的Noor Ouarzazate太陽能發(fā)電場(chǎng)配套部署。Azelio公司采用的熔融鋁熱儲(chǔ)能技術(shù)使用太陽能發(fā)電設(shè)施的電力將金屬鋁加熱到600℃。當(dāng)需要熔融熱儲(chǔ)能系統(tǒng)供電時(shí)，存儲(chǔ)的熱能將通過傳熱流體輸送到斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行發(fā)電。

據(jù)報(bào)道，Azelio公司日前與美國Trimark Associates公司簽署了一份諒解備忘錄，在2025年之前，Azelio公司熱儲(chǔ)能裝置的裝機(jī)容量將超過45MW，Trimark公司作為系統(tǒng)集成商，將幫助Azelio公司進(jìn)軍美國市場(chǎng)。該公司部署熱儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)容量的目標(biāo)是2021年達(dá)到150kW，2022年達(dá)到3MW，2023年達(dá)到6MW，2024年達(dá)到12MW，2025年達(dá)到24MW。

熔融硅熱儲(chǔ)能

總部位于澳大利亞阿德萊德的1414 Degrees公司是一家熔融硅熱儲(chǔ)能公司，致力于為需求從10MWh到1GWh的客戶提供熱儲(chǔ)能解決方案。由于熔融硅的溫度在1414℃左右，因此該公司因此得名。

2019年底，該公司收購了SolarReserve Australia II公司，SolarReserve公司在南澳大利亞州奧古斯塔港附近擁有和運(yùn)營一個(gè)太陽能發(fā)電場(chǎng)。而1414 Degrees公司計(jì)劃使用Aurora公司的太陽能發(fā)電場(chǎng)試用其TESS-GRID熱儲(chǔ)能技術(shù)，并為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電力。

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