2019年，德國(guó)儲(chǔ)熱技術(shù)公司Lumenion與瑞典國(guó)有企業(yè)Vattenfall合作，在柏林區(qū)域熱網(wǎng)成功投用一套2.4MWh的鋼儲(chǔ)熱系統(tǒng)。據(jù)外媒近日消息，Lumenion計(jì)劃于2020年新建容量為40MWh的鋼儲(chǔ)熱系統(tǒng)。
Lumenion的儲(chǔ)熱系統(tǒng)采用鋼金屬作為儲(chǔ)熱介質(zhì)，儲(chǔ)熱時(shí)，電能將巨大的鋼模塊加熱至650℃的高溫以實(shí)現(xiàn)熱能存儲(chǔ)，存儲(chǔ)的熱量可以用作工業(yè)高溫蒸汽，也可用于區(qū)域供熱或溫室供暖。
圖：柏林項(xiàng)目鋼儲(chǔ)熱系統(tǒng)
去年12月，在柏林新項(xiàng)目的慶祝儀式上，Lumenion展示了重達(dá)4噸的鋼儲(chǔ)熱模塊，儲(chǔ)熱溫度高達(dá)650℃。該系統(tǒng)可以暫時(shí)高效存儲(chǔ)過(guò)剩的太陽(yáng)能電力和風(fēng)電，將存儲(chǔ)的部分熱能轉(zhuǎn)化為電能，不過(guò)在柏林項(xiàng)目中，系統(tǒng)目前尚未連接汽輪機(jī)，僅并入當(dāng)?shù)貐^(qū)域熱網(wǎng)。
據(jù)Lumenion公司介紹，如果用于發(fā)電，可將儲(chǔ)熱系統(tǒng)與汽輪機(jī)進(jìn)行配套，大約25%的熱能能夠重新被轉(zhuǎn)換成電能，但眾所周知，熱能轉(zhuǎn)換為電能的效率不是很高，那么可以將剩下的100~120℃左右的低品位熱能用于供熱，這樣一來(lái)，整個(gè)系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)高達(dá)95%的效率。
鋼儲(chǔ)熱技術(shù)原理簡(jiǎn)單，也就意味著儲(chǔ)能設(shè)備的成本不會(huì)太高，相較之下，純電力存儲(chǔ)的電儲(chǔ)能設(shè)備成本相對(duì)較高，Lumenion新聞發(fā)言人Philip Hiersemenzel表示，如果用鋰電池存儲(chǔ)，樂(lè)觀估計(jì)，成本至少為每千瓦時(shí)0.08歐元（約人民幣0.625元/kWh）。相比之下，一套使用壽命為40年，每年循環(huán)150次的鋼儲(chǔ)熱系統(tǒng)，成本約為每千瓦時(shí)0.02歐元（約人民幣0.156元/kWh）。
圖：Lumenion儲(chǔ)熱系統(tǒng)在德國(guó)某大學(xué)進(jìn)行測(cè)試
Lumenion方面表示，太陽(yáng)輻射在12小時(shí)內(nèi)會(huì)有波動(dòng)，風(fēng)能也可能出現(xiàn)波動(dòng)，一般每隔18到24個(gè)小時(shí)就幾乎沒(méi)有風(fēng)，這意味著需要一種能夠以低成本實(shí)現(xiàn)平均每年運(yùn)行180次循環(huán)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，與此同時(shí)，能量充放時(shí)的峰谷負(fù)荷差應(yīng)不小于三倍。
若Lumenion的項(xiàng)目取得廣泛成功，鋼這種重工業(yè)材料將解決鋰離子電池目前無(wú)法解決的問(wèn)題。但說(shuō)到底，Lumenion并不是與電池儲(chǔ)能競(jìng)爭(zhēng)，而是要與使用其他蓄熱材料的儲(chǔ)熱系統(tǒng)競(jìng)爭(zhēng)。
儲(chǔ)熱系統(tǒng)中，熱水儲(chǔ)能使用最多，然而，水儲(chǔ)熱運(yùn)行溫度一般在150℃以下，與鋼儲(chǔ)熱概念最為相近的要屬混凝土儲(chǔ)熱和熔鹽儲(chǔ)熱。Lumenion方面認(rèn)為，相比之下，鋼儲(chǔ)熱成本效益更好，即便是在40年的使用壽命結(jié)束之后，依然可以被回收利用。
規(guī)?；?yīng)凸顯后，這項(xiàng)技術(shù)的成本將進(jìn)一步降低，并在更大的范圍內(nèi)得到應(yīng)用，Lumenion的愿景是將鋼儲(chǔ)熱系統(tǒng)擴(kuò)展到千兆瓦級(jí)的規(guī)模，并將應(yīng)用領(lǐng)域從供熱擴(kuò)展到發(fā)電。
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