01. 东方电气集团
在长时物理储能领域,东方电气集团以旗下的东方汽轮机和东方锅炉等公司为主要平台,致力于打造压缩空气储能、二氧化碳储能和熔盐储能等多个方向的技术阵列。
在压缩空气储能方面,东方电气集团以制造各种功率等级的高性能空气透平设备为传统强项,并且在空气透平制造方面处于国际领先水平。他们为江苏金坛盐穴压缩空气储能项目、湖北应城300兆瓦级压气储能电站示范工程等项目提供了空气透平发电机及其附属设备。
通过采用超高补气流量的全工况满负荷高效透平配气与调节技术,东方电气集团开发出适用于高级负荷和大流动系数的高效通流设计技术和高负荷空气透平末叶技术。
■ 300兆瓦级非补燃式压缩空气透平膨胀机
他们成功攻克了高可靠性空气透平机组快速频繁启停运行的关键技术,并开发了300兆瓦级非补燃式压缩空气透平膨胀机。该项目被评为2023年能源行业十大科技创新成果。
在换热器方面,东方锅炉开发了适用于压缩空气/熔盐和压缩空气/水等应用的发夹式、蛇形管式换热器。这些换热器具有低压损失和高换热效率的特点,并且压缩和膨胀两侧共用一套换热器,从而大幅降低了换热面积。
在2024年3月,东方锅炉成功中标甘肃酒泉玉门300兆瓦压缩空气储能电站示范工程的EPC总承包项目中的换热系统Ⅰ成套设备采购项目。这标志着东方锅炉在压缩空气储能领域取得了重要突破。
■ 全球首个10MW/20MWh二氧化碳+飞轮储能示范项目
此外,东方汽轮机园区于2022年8月竣工了全球首个10MW/20MWh二氧化碳+飞轮储能示范项目。该项目是全球单机功率和储能容量最大的二氧化碳储能项目。根据综合信息,其中的关键动力装备,如透平机和压缩机等,由东方汽轮机提供。
东方锅炉在熔盐储能领域有着丰富的经验和业绩。自2009年起,他们开始布局熔盐塔式光热发电,并在聚光集热系统和储换热系统设计制造方面积累了丰富的经验,能够为光热发电、燃煤机组热电解耦、工业园区和钢铁余热利用等行业提供熔盐储换热设备和工程服务。
在2024年1月,东方锅炉取得了重要突破,成功中标了六安钢铁熔盐储能熔盐换热设备和江苏永钢熔盐储热调峰熔盐罐及辅助设备两个EPC项目,进一步推动了熔盐储热在钢铁行业的应用。
在2023年12月,东方锅炉还中标了华北电力大学熔盐-蒸汽发生系统试验平台的EPC项目,这是他们首个熔盐储换热系统集成设计供货的EPC项目。东方锅炉负责该项目的系统设计、设备供货、工程施工、安装、调试、试运行和售后服务等。
此外,东方锅炉还在2023年7月中标了桐乡聚能启泰储能科技有限公司的多能耦合智慧低碳供能示范项目的熔盐储罐和熔盐蒸发器系统。这标志着他们在绿色低碳综合能源服务领域的熔盐储能技术取得了新的突破。
目前,东方锅炉已经完成了熔盐储热技术的拼图,建立了应用于火电热电解耦领域的储换热设备供货链条,对于开拓以熔盐储热为核心的综合能源业务具有重要意义。
除了熔盐储能,东方汽轮机还在全钒液流电池方面进行了研究。自2010年以来,他们全面开展了全钒液流电池研究,并拥有核心知识产权体系。
他们已经建成了成都川开的120kW/500kWh储能系统和东方汽轮机的1MW光伏+120kW/240kWh全钒液流光储充综合能源示范区等多个应用示范项目。
在2023年7月17日,四川天府储能科技有限公司和东方电气集团旗下的东方汽轮机有限公司共同研发制造的120kW/240kWh全钒液流电池储能系统已成功通过四川德阳市高新技术产业园的并网测试。该钒电池储能系统在各项技术指标上达到了预期设计要求,并且直流侧的充放电能量效率达到了80%。
这个120kW/240kWh全钒液流电池储能系统是东方电气集团东方汽轮机有限公司本部园区综合能源利用研究与示范项目的重要组成部分之一。在设计上,该系统采用了东方汽轮机与天府储能共同研发的业内最高功率等级的高性能电堆(额定功率:60kW,最大功率80kW)。
02. 上海电气集团
作为一家拥有百年历史的老牌电气企业,上海电气集团早在2011年就已经意识到储能业务的潜力,并积极探索以适应能源转型的需求。在过去十多年里,上海电气集团在液流电池、压缩空气、光热熔盐等多元储能技术领域进行了布局。
2019年,上海电气集团投资成立了上海电气(安徽)储能科技有限公司,致力于长时储能领域液流电池关键材料、电堆和系统集成的自主研发、制造和销售,并提供储能设备及全生命周期解决方案。
通过自主研发,上海电气储能成功攻克了电池关键材料、电池密封、电池自动化生产和系统集成等关键技术难题,现已掌握液流电池的核心技术。他们成功研发了一系列高性能电堆,包括5kW、25kW、32kW和60kW等不同功率等级的电堆。
上海电气储能具备设计和制造功率从kW到MW级别的液流电池储能产品和系统的能力,并已成功交付了50多个液流电池储能项目。他们能够为客户提供基于液流电池的定制化储能和综合能源解决方案。
在压缩空气储能领域,上海电气具备10-350MW级别的压缩空气储能系统集成化装备方案,可以满足多种应用场景的空气储能项目需求。通过协同优化设备参数,他们进一步提高了储能系统的效率。
此外,他们还能提供成熟可靠的系列化驱动电机产品、储热系统产品、换热系统产品、透平发电产品、数智输配电以及集控仪器仪表等产品。
在2023年7月,上海电气电站设备有限公司中标了国电投定西市通渭县压缩空气+锂电池组合式网侧共享储能电站创新示范项目的储能换热器系统订单。
这是上海电气电站集团在压缩空气储能电站项目中首次获得换热系统订单业绩。此外,他们还中标了该项目的透平发电机组订单,这也是上海电气在压缩空气储能领域获得的首个透平发电机组订单。
最近,上海电气再次赢得了甘肃定西、甘肃酒泉、山东泰安和国信苏盐等压缩空气储能项目的核心设备订单,在这个新兴领域取得了重大突破。
在熔盐储能领域,上海电气能够提供熔盐储换热系统的全套解决方案,包括关键核心设备的研发制造、工程建设和运维等一站式服务。
上海电气中央研究院研发的储换热一体式熔盐储热蒸汽锅炉利用夜间谷电加热储罐中的熔盐材料,将热量储存于熔盐中。当用户需要时,热量与水进行换热,产生饱和蒸汽(200℃以下)或过热蒸汽(350℃以下),蒸汽流量在0.05-0.5t/h之间。这种技术为用户提供了可靠的热能储存和利用方案。
03. 哈尔滨电气集团
哈尔滨电气集团在长时储能领域的规划主要集中在压缩空气储能和熔盐储能方面。
凭借多年来在不同类型换热设备方面的技术积累和卓越业绩,哈尔滨汽轮机厂在压缩空气储能领域不断取得新的突破。他们先后参与了几项重要项目,包括世界上第一个非补燃压缩空气储能电站——金坛盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目,赢得了乌兰察布“源网荷储一体化”关键技术研究与示范项目。
河北省“揭榜挂帅”全系统液态空气储能项目、三峡能源大规模压缩空气储能系统与关键装备研制及应用示范项目、江苏国信苏盐(淮安)2×250MW级/2×1125MWh压缩空气储能项目、以及世界上首个300兆瓦级压缩空气储能电站——湖北应城300兆瓦级压缩空气储能电站示范工程等重要设备订单。
■ 世界上第一个非补燃压缩空气储能电站——金坛盐穴压缩空气储能发电系统国家示范项目
另外,哈尔滨汽轮机还参与了青海格尔木储能项目,该项目具有60MW/600MWh的装机容量,是全球容量最大的液态压缩空气储能项目,也是哈尔滨汽轮机参与的首个液态压缩空气储能项目。
为该项目量身定制的高效压缩单元和膨胀单元级间换热器设备是哈尔滨汽轮机的亮点。其中,压缩单元采用了哈尔滨汽轮机自主研发的60MW级三次再热轴流空气透平机组,是全球功率最大的液态压缩空气储能透平产品之一。
该透平机组采用先进的三次再热系统,具有启动时间短、寿命损耗小等独特特点,能够满足压缩空气储能系统频繁启停的需求。
目前,哈尔滨电气集团的换热设备产品已经覆盖了市场上所有的技术路线、功率范围和蓄热介质。
此外,哈尔滨锅炉厂也在地面储气装置方面进行了布局。
在2024年4月,哈尔滨锅炉厂与三峡能源签订了大规模压缩空气储能系统与关键装备研制及应用示范项目的储气系统采购合同。此前,哈尔滨锅炉厂自主研发的地面储气装置已成功应用于国内首个地面储气装置EPC项目——中科南京未来储气EPC项目。
哈尔滨锅炉厂自主研发的压缩空气储能地面储气装置具有布置简单、阻力损失小、占地面积小等特点,能够满足该项目的各项运行需求。
在熔盐储能方面,哈尔滨电站阀门有限公司作为具有60年历史的阀门制造厂,是光热发电及储能市场的全系列阀门产品供应商。他们成功中标了熔盐大压差调节阀、熔盐调节阀、熔盐三偏心蝶阀、熔盐仪表阀、熔盐截止阀、熔盐安全阀等多种产品,提高了光热熔盐机组及储能整机的配套率。
哈尔滨汽轮机将熔盐储能与成熟的斜温层储热技术结合,研发了斜温层熔盐储热技术,并以此为核心设计了电+熔盐储能+供汽和蒸汽+熔盐储能+供汽两套储热系统。目前,哈尔滨汽轮机已具备熔盐储热供汽系统关键设备的设计供货能力。根据不同的应用场景,他们采取不同的系统方案来应用熔盐储热技术。