下一代熔融氯化物盐高温储热技术

德国航空航天中心(DLR)技术热力学研究所位于斯图加特,在科隆-波尔茨、乌尔姆和汉堡设有研究设施,有150多名员工,在高效节能和资源节约领域研究存储和下一代能源转换技术。业务范围包括理论研究、基础实验室工作、试验工厂的运作等。除了德国航天中心能源业务领域的核心活动外,技术热力学研究所还致力于航空和运输业务领域的选定主题。与斯图加特大学储能研究所和乌尔姆大学赫尔姆霍尔茨研究所(HIU)有着密切的联系。


    具有储热(TES)功能的聚光太阳能热发电(CSP)是未来可再生能源系统中最具发展前景的发电方式之一,它能够将丰富但间歇式的太阳能转化为可调度、低成本的清洁电力。为了大幅度降低现有商业化CSP电站的平准化发电成本,美国、欧盟、中国、澳大利亚等国家都在投入大量的人力物力开发具有更高工作温度和发电效率的下一代CSP技术,储热技术是其中的最关键的部分之一。


    作为最有希望的下一代高温储热技术之一,基于MgCl2-KCl-NaCl氯化物混合盐的熔融盐储热技术可以将现有商业熔盐的最高使用温度从565℃提高到800℃以上,从而大幅提高动力循环系统的热电转换效率。如利用先进的超临界二氧化碳布雷顿动力循环系统,理论上可以将转换效率从目前的40%左右提高到55%以上,同时还可大幅降低储热的成本,将太阳能光热电站的平准化发电成本(LCOE)降到每度5美分以下。德国宇航中心熔盐技术研究组通过近几年的技术攻关,目前已基本解决了结构材料在熔融氯化物盐中高温强腐蚀这个“卡脖子”问题,预计5年内可以完成接近现实环境的小型示范装置的试验,将TRL提高到5级,10年内完成现实环境下的大型应用示范,将TRL提高到7级。


除CSP外,这种先进的熔盐高温储热技术还可以用于“卡诺电池”中,将目前基于商业化硝酸盐熔盐储热技术的卡诺电池的储电效率(最高可达70%)提高到90%以上,同时降低储电成本,帮助实现“卡诺电池”在未来能源系统中的大规模商业化应用。


            
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