Armazenamento de energia de sal derretido, uma faixa central paraArmazenamento de energia de longa duração,
Uma vez caiu em dificuldades de crescimento industrial devido a desafios de engenharia, como vazamento de tanque e corrosão de material, incorrendo em altos custos de tentativa e erro.
Com subindoEnergia renovávelDemanda, avanços nas cadeias de abastecimento domésticas e melhoria dos padrões, a indústria está agora passando da exploração inicial paraImplantação em grande escala.
Quando o setor está preso a essas dores industriais, como podemos quebrar o impasse?
O armazenamento de energia de sal derretido usa vários sais inorgânicos como fluido de trabalho para armazenar e liberar energia na forma de calor. É uma tecnologia chave de armazenamento de longa duração para resolver a redução de energia renovável e apoiar novos sistemas de energia. Seu valor central está em abordar com precisão a intermitência e a flutuação das energias renováveis, enquanto cobre vários cenários, como energia solar concentrada (CSP), reforma de flexibilidade de energia a carvão, recuperação de calor de resíduos industriais, e energia integrada em nível de parque. Ele fornece uma solução estável para economia de energia e redução de carbono em indústrias tradicionais, oferecendo valor industrial insubstituível.
Vantagens do núcleo de armazenamento de energia de sal fundido:
Armazenamento de longa duração-De um único dia ao armazenamento de calor sazonal, suavizando efetivamente as flutuações de produção renovável.
Segurança e estabilidade-O sal fundido é não inflamável e não explosivo, opera em condições amenas e oferece segurança superior em comparação com o armazenamento eletroquímico.
Eficiência elevada, baixa perda-Alta capacidade de calor e condutividade térmica garantem conversão de energia eficiente; operação a longo prazo com baixas perdas e alta eficiência térmica de ida e volta.
Adaptabilidade do cenário-Compatível com CSP, energia térmica, fornecimento de calor industrial, parques de zero carbono, etc., com forte flexibilidade.
Como funciona:
Carregamento (armazenamento de calor)-Usando energia eólica/PV reduzida, eletricidade fora do pico ou energia solar térmica, aquecedores elétricos elevam o sal fundido a alta temperatura, e o sal quente é armazenado em um tanque de alta temperatura.
Princípio de funcionamento do armazenamento de energia de sal derretido
Descarregando (liberação de calor)-O sal fundido de alta temperatura flui através de um permutador de calor, liberando calor para gerar vapor de alta temperatura e alta pressão que aciona uma turbina a vapor para geração de energia ou fornece diretamente cargas de calor industriais, alcançar conversão e reciclagem de energia eficiente.
Sistema de troca de calor de armazenamento de energia de sal derretido
Essas vantagens tornam o armazenamento de energia de sal fundido um facilitador chave para a integração renovável e descarbonização industrial, e um caminho central para o futuro desenvolvimento de alta qualidade do armazenamento de energia-com perspectivas muito promissoras.
Período de exploração laboratorial (antes de 2015)
Na China, o armazenamento de energia de sal fundido permaneceu no estágio de laboratório, com uma forte tendência para a “aplicação sobre os fundamentos”. Não houve validação de engenharia suficiente e questões críticas, como corrosão em alta temperatura, vedação de tanque e integração de sistema, foram mal compreendidas. A complexidade da implantação de engenharia não foi reconhecida.
Crescimento industrial-período de dor (2015-2020)
O ano de 2015 marcou uma virada. A Administração Nacional de Energia lançou os primeiros 20 projetos de demonstração CSP. Impulsionados pela política, o capital e as empresas avançaram com grande entusiasmo, esperando uma rápida industrialização. No entanto, apenas alguns desses projetos alcançaram uma operação estável de longo prazo. A indústria caiu em reveses dolorosos.
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Fonte da imagem: Departamento de Energia dos EUA (DOE)
O fracasso do projeto Crescent Dunes em Nevada, EUA, foi particularmente instrutivo. Esta planta de armazenamento de sal fundido de referência sofreu vários vazamentos de tanque de sal quente e acabou entrando com pedido de proteção contra falência duas vezes. Ele expôs os principais desafios de vazamento de sal, controle de temperatura e segurança-o sal fundido de alta temperatura exige muito dos materiais do tanque e da qualidade da solda. Uma vez que o vazamento ocorre, os custos de reparo são proibitivos e as perdas de tempo de inatividade são graves. Além disso, a temperatura excessiva aumenta os riscos de segurança, enquanto uma temperatura muito baixa prejudica a eficiência. Equilibrar esses fatores tornou-se uma grande dor de cabeça da indústria.
Período de descoberta de tecnologia (2021-2026)
A planta CSP da torre de sal fundido de 100 MW em Dunhuang, Gansu, foi conectada à rede em 2018. É a primeira planta CSP de torre de sal derretida em escala de 100 MW do mundo e um dos primeiros projetos de demonstração nacional a alcançar operação comercial. A planta usa 12.000 heliostatos e pode gerar energia continuamente por 24 horas, superando com sucesso as principais tecnologias, como absorção de calor de sal fundido em alta temperatura, armazenamento e prevenção de congelamento, fornecendo experiência valiosa para projetos domésticos.
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Se o projeto Dunhuang representa a aplicação bem-sucedida do armazenamento de sal fundido em CSP, o projeto de “sal fundido de carvão” do State Energy Group Suzhou 1000 MWh abriu um novo caminho. Encomendado em agosto de 2025 como um dos primeiros projetos nacionais de demonstração de tecnologia avançada de baixo carbono verde, ele usa extração de vapor em cascata de três estágios e atinge avanços de engenharia em tanques em escala de gigawatt-hora.
Local do projeto de armazenamento de energia de sal derretido de Suzhou
Fonte da imagem: Xuexi Qiangguo
Uma planta de armazenamento de sal fundido CSP do tipo torre estrangeira, por meio de projeto de tanque otimizado e tecnologia de vedação aprimorada, resolveu o ponto de dor de vazamento, reduziu os custos operacionais por meio de melhorias técnicas, e estabeleceu um sistema de operação e manutenção padronizado, alcançando geração de energia estável a longo prazo-oferecendo experiência de engenharia replicável para a indústria.
Em resumo, a primeira onda de industrialização de 2015 a 2020 foi um impulso prematuro antes que a tecnologia estivesse madura, custando caro à indústria. Essa experiência trouxe uma compreensão sóbria: o armazenamento de energia de sal fundido é uma engenharia de sistemas complexa e multidisciplinar. Somente aprofundando P & D fundamental, melhorando os padrões e avaliando a validação da engenharia pode ser alcançada a verdadeira industrialização.
O vazamento do tanque continua sendo um risco central-Estresse térmico em grandes tanques, assentamento de fundação e fadiga de solda ainda são as principais causas de vazamento. A selagem e a estabilidade estrutural tornam-se mais difíceis em altas temperaturas.
Corrosão material não totalmente resolvido-Corrosão eletroquímica de tubos, válvulas e trocadores de calor por sal fundido, especialmente o grave efeito de corrosão de sais de cloreto de temperatura ultra-alta. Além disso, os métodos de teste de corrosão não são padronizados, tornando difícil a comparação cruzada.
Deformação de estresse térmico de corrosão
304H e 316H após a corrosão de FLiNaK de 400H
Falta de padrões de qualidade de sal fundido-Pureza, limites de impureza, estabilidade térmica e outros indicadores não têm especificações unificadas, afetando diretamente a confiabilidade do sistema a longo prazo.
A produção doméstica de equipamentos principais ainda precisa de validação-Componentes-chave, como bombas de sal fundido, aquecedores elétricos de alta temperatura e válvulas de sal fundido foram localizados, mas sua confiabilidade a longo prazo e adaptabilidade de condições extremas requerem validação de engenharia adicional. Soluções inovadoras como tanques de baixo nível + bombas de eixo curto e design modular estão sendo gradualmente adotadas.
Alto investimento inicial-O projeto Suzhou teve um investimento total de RMB 340 milhões, com um custo unitário de RMB 340/kWh; os componentes principais respondem por uma alta participação.
Retornos moderados-Taxa de retorno interna do investimento total em torno de 8-9%, apelo limitado ao capital orientado para o mercado.
Falta de padronização-Os projetos são projetados sob medida com base em “um projeto, uma solução”, difíceis de replicar, aumentando os custos de design e construção.
Tendência clara de custo descendente-A colaboração da indústria e os efeitos de escala reduziram os custos do sistema em 45% em comparação com 2021, com o custo de armazenamento nivelizado em 35%.
Alta dependência política-A reforma da flexibilidade a carvão e o CSP ainda precisam de apoio político contínuo.
Adoção lenta do mercado-A injeção de vapor em campos petrolíferos e o fornecimento de calor industrial ainda estão em fases de demonstração, limitados pelos preços do gás e correspondência de carga.
Sistema padrão incompleto-O projeto do tanque ainda segue os padrões do tanque de óleo, que são inadequados para o serviço de alta temperatura de 600 ° C. A “Diretriz para o Projeto de Projetos de Geração Integrada de Energia de Armazenamento de Sal Fundido PV + foi emitida em 2025, e o sistema de padrões está melhorando gradualmente.
Para resolver os gargalos técnicos acima, CHJT se concentra em duas dimensões principais-controle de qualidade de sal fundido e compatibilidade de material-construindo uma plataforma de validação experimental de cadeia completa que forma uma verificação em circuito fechado de“Material → componente → sistema”Para apoiar a implantação de engenharia.
A CHJT desenvolveu uma série de instrumentos científicos para medir as propriedades termofísicas dos fundidos. Esses instrumentos podem testar a densidade, a tensão superficial, a condutividade, a primeira temperatura de cristalização, a viscosidade e a estabilidade térmica de vários sais fundidos e outros fundidos. Também fornecemos serviços de teste de terceiros, ajudamos os clientes a estabelecer padrões de aceitação para a aquisição de sal fundido e participamos ativamente do desenvolvimento de padrões da indústria para a qualidade do produto de sal fundido-dando à indústria referências claras.
Laboratório de testes de sal derretido CHJT
Para lidar com o ponto de dor central da corrosão do sal fundido, a CHJT construiu sistematicamente uma plataforma de teste de transferência de calor e corrosão de sal fundido, formando uma capacidade de avaliação completa de estática para dinâmica, do nível material ao nível do sistema.
Sistema de avaliação de corrosão de sal fundido estático-Através de testes de corrosão de imersão, avalia sistematicamente a compatibilidade de vários materiais com sais fundidos.Teste a temperatura até 800 °C, com capacidade para testar 10 amostras simultaneamente por lote... Fornece suporte de dados para seleção de materiais básicos e desenvolvimento de tecnologia anti-corrosão, abordando questões críticas como avaliação de compatibilidade preliminar e desenvolvimento de proteção contra corrosão.
Sistema de avaliação de corrosão de sal fundido estático
Sistema de loop de sal fundido de circulação natural-Impulsionado por diferenças de densidade induzidas por diferença de temperatura no fluido de trabalho. Temperatura de operação 550-700 ° C, simula corrosão dinâmica sob condições de fluxo lento. Concentra-se no estudo da transferência de massa acionada por gradiente de temperatura e corrosão localizada. Também inclui validação de confiabilidade da válvula de congelamento. Resolve desafios de engenharia, como simulação de corrosão do material em condições operacionais reais e previsão de corrosão localizada em sistemas.
Sistema de loop de sal fundido de circulação natural
Sistema de loop de sal fundido de circulação forçada-A plataforma de teste térmico-hidráulico de sal fundido mais abrangente. Capaz de conduzir testes de compatibilidade e corrosão de materiais, validação de parâmetros térmicos-hidráulicos, validação de segurança e estabilidade do sistema, estudos de comportamento químico de sal fundido, armazenamento de calor e testes de eficiência de transferência de calor, experimentos de acoplamento multi-física e validação de algoritmos de controle automático e técnicas de diagnóstico de falhas. Aplicável à energia nuclear, CSP, processos industriais de alta temperatura, etc.Aborda questões essenciais, como validação em nível de sistema, otimização da estratégia de controle e desenvolvimento de tecnologia de diagnóstico de falhas.
Sistema de loop de sal fundido de circulação forçada
Esses três produtos não são isolados; eles formam uma cadeia de validação técnica completa deNível de material → nível de componente → nível de sistema.
Com este sistema de suporte técnico, o CHJT fornece aos clientes orientação científica para a seleção de materiais, suporte para otimização de projeto, capacidade de previsão de risco e serviços de previsão do ciclo de vida.
A história do armazenamento de energia de sal fundido é de evolução-da falta de pesquisas fundamentais, por meio de dolorosos contratempos industriais, a avanços tecnológicos sistemáticos. Os vazamentos do tanque, a corrosão do material e os problemas de controle de qualidade que antes causavam o fracasso de tantos projetos estão sendo gradualmente vencidos.
A estratégia técnica da CHJT é construída precisamente sobre essa lógica: usar plataformas experimentais sistemáticas para transformar “corrosão de material invisível” em “dados experimentais mensuráveis”, e transformando “problemas de qualidade pouco claros” em “especificações técnicas baseadas em padrões”. Fornecemos suporte de ponta a ponta, desde P & D até validação e engenharia para armazenamento de energia de sal fundido, levando a indústria de “demonstrações piloto” a “verdadeiramente madura, Implantação verdadeiramente em grande escala ”-apoiando a construção de novos sistemas de energia e a realização de metas de pico de carbono e neutralidade.
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