双碳战略下的高温热储能技术与应用杨荣贵北京大学工学院ronggui@pku.edu.cn李小波，靳开元华中科技大学能源与动力工程学院http://x-thermal.energy.hust.edu.cn1研究背景2各类高温热储能技术对比3熔融盐热储能技术4单质硫热储能技术系统合与应OUTLINES2015AnnualTemperatureLocalRecordsRuseto61-90dnBiymLdsHassT30cnjertpdnd)waBnseyEathoSiohAenpeL_Rangee全球变暖是全人类的共同威胁全球变暖与CO₂排放(1850-2020)TheworldhasbeengettingwarmerAnnualmeanlandandoceantemperatureaboveorbelowaverage,1850to2021Sealevelrise-3.4mmayearNote:AverapecaloulatedtromJanuary1951toDecember1980Sourc.UniversityofCalitorriaBerkeieyaoaCO₂排放/Mt12000中国该达蜂中国碳中和中国—关国—欧盟10000中国：30年美国碳达美国试中和欧盟以中和欧盟碳达峰4000美国：43年欧盟：71年0198019902000201020202030"我国实现碳达峰、碳中和愿景目标，时间更紧、幅度更大、困难更多，任务异常艰巨”——生态环境部，2021"二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和"——习近平，第75届联合国大会，2020年9月22日国家战略：碳达峰、碳中和二十大报告：实现“碳达峰、碳中和”是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求。中国、美国、欧盟实现碳达峰和碳中和时间表204020502060195019601970年份口中国碳排放总量位居为世界第一，其中近45%来自于电力行业口截止2021年，火电仍占全国发电量的70%,但未来需向保障性和调节性电源转型口预计2060年，风光等可再生能源将取代火电成为电力系统的主力电源，占总发电量65%以上[[]]，，息.-(2021)561理4管:5业1)企02力(2电化8中国信琼和玉业张中国工赵强丁仲礼周孝信21中国碳排放行业占比：电力与工业排放占主体(2021)国内航空，1%国际航空，0%居民消费，7%地面交通.7%电力，45%工业.40%来源：世界能源统计年鉴中国发电量构成：煤电占主体(2021)核能发电量5.02%风力发电量6.99%火力发电晕太阳能发电量71.13%2.26%水力发电量14.60%来源：国家统计局碳达峰与碳中和是一场深刻的革命全球支撑碳减排主要技术路径：新能源占主体其它■太阳能■风电■水电■核电■天然气石油■煤炭100%90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%202020304.7%206063%7.0%8.3%3.5%11.5%173%46.0%277%25.1%106%12.3%9.3%5.9%数据来源：中国石化集团，《中国能源展望2060》口太阳能与风能具有很强的间歇性，发电并网后会对电网的稳定性造成严重的冲击口大规模长时间储能技术是实现电网深调峰、顶尖峰的重要手段Maximumrequiredstorageduration(hoursatratedpower)TimeSources:RemoteSensing10.1(2018):59.可再生能源利用的关键：储能技术Long-DurationElectricityStorageApplications,Economics,andTechnologies.Joule2020;4:21-32.Annualelectricityfromwindandsolaronaregionalgrid(%)Sources:TheCaiforniaIndependentSystemOperator太阳能发电“鸭子”曲线风能日分布曲线ondionn口储能系统累计装机远小于可再生能源发电累计装机口但近年来，储能装机呈大幅增长趋势口截止2023年，中国储能总装机约占世界总装机30%口抽水蓄能仍在所有储能系统装机中占最高比重，但该比例正逐年下降口锂离子电池是装机量第二大的储能技术，同时其拥有最快的增长速率口高温热储能、压缩空气等新型长时储能技术具有广阔的发展前景可再生能源发电装机[GW17501500125010007505002500中国储能累计装机vs.可再生能源发电累计装机生物质能■太阳能■风电水电储能20162017201820202021202220231007550250锂离子电池0.8%其他电池0,5%抽水需能>98%熔融盐热储能<0.1%压缩空气储能<0.1%其它<0.1%[1]IntemationalRenewableEnergyAgeney,RENEWABLEENERGYSTATISTICS20237[21中国能源研究会储能专委会/中关村储能产业技术联盟(CNESA),储能产业研究白皮书2023锂离子电池38.9%其它电池0.7%熔融盐热储能0.7%压缩空气储能0.2%其它<0.1%储能技术发展现状HT2023年中国储能累计装机：86.5GW2017年中国储能累计装机：28.9GW1研究背景2各类高温热储能技术对比3熔融盐热储能技术4单质硫热储能技术5...