第1章 高温储热的适用性及应用场景分析

1.1 研究背景

能源的发展和利用是全世界、全人类共同关心的问题，也是社会经济发展的重要问题。然而在许多能源利用系统中都存在能量供应和需求不匹配的矛盾，从而造成能量利用不合理和大量浪费的现象。国家能源局发布的2019年全国弃风电量169亿千瓦时，其中新疆（弃风率14.0%、弃风电量66.1亿千瓦时）、甘肃（弃风率7.6%、弃风电量18.8亿千瓦时）、内蒙古（弃风率7.1%、弃风电量51.2亿千瓦时）的弃风率均超过5%，可再生能源并网依旧存在严重的问题。储热储能可将风电转化为热能储存，需要时将热能输出，这对于调峰供热矛盾严重的地区具有重要的实用价值。

储热技术作为新能源科学技术中的重要分支，是解决能量供求不匹配，提高能源综合利用率的重要手段。随着人们对节约能源、开发新能源和环境保护的重视，在新能源和工业节能领域的应用日益受到重视。利用储热材料实现能量供应与需求的平衡，能有效提高能源利用效率，达到节能环保的目的，在能源、航天、建筑、农业、化工等诸多领域具有广阔的应用前景，已成为世界范围内研究的热点。高温储热技术，即作用在温度为450℃以上的高温段用储热材料进行热能的储存与释放的储热技术，以其储热密度高、储释热温度易控、释热过程能量衰减少、可大容量能量储存等优点，广泛应用于太阳能热发电、风力发电、空间太阳能热动力系统、建筑节能、电网削峰填谷、平滑负荷、提高电力系统供电稳定性和可靠性等领域。近年来，我国先后在太阳能光热技术领域、工业节能领域、弃风风电消纳以及电网调峰领域开展了储热技术的示范应用研究工作，尤其是在可再生能源利用技术领域，储热技术的应用研发工作取得了明显的进展，建立起了针对太阳能光热电站的高温储热系统，以及应用于风能等可再生能源消纳的大容量热电储热供热系统装置，提高了可再生能源的整体利用效率，而在工业节能领域，余热回收及储热技术的广泛推广提升了工业企业的能源利用率。