金喆新能源 | 2026-01-13
储热设备,顾名思义,是指将热量以某种形式储存起来的设备。因此,储热技术有3个关键,一个是热量的来源,一个是热量的储存,再一个是热量的利用。
一、热量的来源。热量主要来源于其他形式的能量或者热能本身。目前小编接触过的有热能储存需求的情形包括:太阳能转化为热能,电能转化为热能,传统锅炉产生的热能,以及各种产生余热的工况等。针对每种工况产生的热能储存有不同的技术,目前没有一种产品可以通吃。
二、热量的储存。产生的热能如何储存?根据所用储热介质的不同,目前市场上有应用的主要是以下2大类:
显热储热技术:这种技术利用材料的温度变化来储存和释放热量。例如,利用水来储热在很多系统中都比较常见,固体储热设备是利用固态蓄热体温度的升高来储热。
潜热储热技术:这种技术利用相变材料在固液、液气或固气转变过程中吸收或释放大量热能。熔盐储能技术是比较典型的应用。
不同储热技术的储热能力是不同的。比如,利用水来储热,常规情况下水只能加热至八九十度,即便采用加压方式,也只能加热至一百多度。固体储热设备,根据每家技术路线的不同,储热温度一般为550-750℃。而熔盐储热,储热温度450-500℃。
三、热量的利用。储存的热量是要用的,那么怎么利用的?目前有以下2种利用方式:
发电。目前能做到这一点的技术很少。
供热。比如加热热水、热风、导热油以及产蒸汽,这就可以替代一部分传统锅炉的功能。
通过以上介绍,我们可以来界定一下固体储热设备。固体储热设备热量来源于电能,采用的储热介质是固态固体,热量利用形式是供热。也就说,如果是余热储存需求,是无法用固体储热设备来实现的。如果想利用储存的热去发电,目前的固体储热设备也是做不到的。这样交叉对比下来,我们就能了解清楚固体储热设备的适用领域——对电能有储存需求(或者说有可以被储存的电能,比如低谷电、无法上网的风电和光电),且对供热有需求。下图是山东金喆新能源固体储热蒸汽机组运行原理图。
我们国内的固体储热技术已经有十余年的发展,由于国家在大约十年前就开始出政策推动北方清洁能源供暖,且北方光电、风电资源丰富,部分地区谷电富裕,所以固体储热设备过去几年主要应用于北方供暖领域。现在,固体储热设备也逐渐向工业用能市场拓展。常见市场需求如下:
供应链降碳:用于绿色供应链建设,配合风光电实现低碳零碳供热。
零碳园区热源:支持零碳排放的工业区域,将固体储热设备作为热源设备,为整个园区供热。
新能源消纳:用于平衡电力系统中新能源波动的能量储存。
工业热源电气化:目前小吨位锅炉中,传统的燃煤、燃气和生物质锅炉审批难度大甚至不允许使用,而传统电锅炉电费成本太高,消耗谷电的固体储热设备可以替代传统锅炉实现低成本供热。
火电灵活性改造:在火电厂中实现灵活的发电和调度,以适应负荷变化。
智慧供能:用于智能化能源管理系统,提高供能的可控性和效率。
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