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能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础。储能技术在促进能源生产和消费、开放共享、灵活交易、协调发展以及推动能源革命和新能源业态发展方面发挥着至关重要的作用。是发展新能源和可再生能源的核心支撑。在众多储能技术中，热能储存是最有前途的大规模储能技术之一。

 

热能储存的行业定义

能量储存是指通过介质储存能量并在需要时释放能量的过程。根据存储介质的不同，储能可分为电能存储、热能存储和氢能存储。在众多储能技术中，热能储存是最有前途的大规模储能技术之一。

热能储存技术以储热材料为介质，储存太阳能、地热、工业余热、低品位余热等，或将电能转化为热能，并在需要时释放。为了解决热能储存在时间、空间或强度方面的供需不匹配所带来的问题，最大限度地提高整个系统的能源利用率。

与传统电化学储能、工业电能储能等其他储能技术路线相比，热能储能在储能密度、装机容量、使用寿命、成本技术等方面具有明显优势。与压缩空气储能和抽水蓄能这两种机械储能技术相比，热能储能技术具有占地面积小、成本低、无面积影响、储能密度高、对环境影响小等优点。

 

 

热能存储技术是一种大容量、大规模的储能方法，具有高能量密度、高转换效率和最低应用成本。它将对建设清洁低碳、安全高效的能源体系，建设以新能源为主体的新型电力系统，确保电力系统安全稳定运行发挥至关重要的作用。

 

热能储存技术的特点

● 储能容量大，配置灵活，无特殊环境要求

● 具有建设规模大、运营成本高的优势，规模效应明显

● 根据用户需求，可实现不同能源等级的冷、热、电、汽的联合供应

● 可实现调峰填谷、双向调节，为区域电网吸收间歇性新能源（风电、光伏等）装机出力。这是平衡电网峰谷差的最佳解决方案。

 

 

● 储能电站的循环次数多、寿命长、双向调节功能不会导致长期储热循环的效率下降

● 储存过程中没有化学反应，技术参数和工艺可控，系统安全性高

 

热能储存的应用

热能存储技术可以应用于供电侧、电网侧和用户侧。

● 电网侧：现阶段，电力系统呈现可再生能源占比高、电力电子设备占比高的“双高”特征，频率调节和电压调节能力不足，系统惯性矩持续下降，对电网能量输出提出严峻挑战。热能储存发电可以通过汽轮发电机组的旋转有效地实现调频输出功率，达到稳定供电的目的

● 用户端：热能存储技术可应用于用户冷、热、电综合能源服务、海水淡化等场合。在热能的直接利用中，储热技术比储电技术具有更高的能源利用效率。储热技术还包括环境温度以下热能的储存和利用，即储冷技术已在冷链相关领域得到成熟应用，市场规模也在不断扩大。

 

 

● 供电侧：在中国十大火电公司的生产产量中，热能储存发电技术将机组带负荷运行时产生的多余蒸汽热能转化为储热，通过介质储存。热能在需要时释放，这不仅可以增加供电单元的峰值深度，还可以增加电力单元的峰值负载能力。大大降低了投资和运营成本，减少了化石能源供热生产的碳排放。

 

热能储存的发展趋势

● 全球热能储存的发展趋势

世界先进国家对热能储存及其发电技术进行了各种研究。高温热能储存和发电技术已在欧洲、美国、非洲和中东广泛商业化。截至2021年底，全球CSP工厂的装机容量约为6.6GW。

美国能源部的计划预测，2030年12小时储能CSP成本目标为5美分/KW·h，可见光热能存储技术和产业在发达国家受到高度重视。

● 中国热能储存的发展趋势

近年来，中国的热能储存规模迅速增长。2018年，中国热能储存项目的装机容量为1.07GW。2019年，中国的热能储存项目累计装机容量是32.4GW。

2020年，内蒙古乌拉特中旗将建设100MW导热油槽式CSP电站，配备10小时熔盐储热系统。该项目累计上网电量2.05亿千瓦时，占同期中国CSP发电总量的30.48%。

2021年，已建成3座实验电站和9座商业电站并并网进行热能储存发电，总装机容量521MW。

 

 

“十四五”期间，产业结构和能源结构调整优化取得重大进展，重点行业能源利用效率大幅提高，煤炭消费增长得到严格控制。

新型电力系统加快建设，绿色低碳技术研发、推广应用取得新进展。绿色生产生活方式广泛实施，有利于绿色低碳循环发展的政策体系进一步完善。

 

结论

热能储存系统在冷却、加热和电力的综合能源利用方面是高效的。它在储热能力、大规模建设和运营成本、运行寿命、安全性、发电等方面具有突出优势，特别是在吸收间歇性新能源（风电、光伏等）装机方面。

它对构建以新能源为主体的新型电力系统，确保电力系统安全稳定运行具有重要作用。热能存储系统是未来大规模储能的骨干，具有广阔的发展前景，在能源革命中发挥着重要作用。