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在(zai)6月13日于浙(zhe)江杭州召開的2023中(zhong)國國際(ji)光熱(re)(re)大會暨CSPPLAZA第(di)十屆年會上(shang)，中(zhong)國聯合工(gong)程(cheng)有限公(gong)司(si)電力工(gong)程(cheng)設計研(yan)究院鍋爐所副(fu)所長孫武星(xing)為大家帶來《熔鹽(yan)儲熱(re)(re)技術在(zai)園區供熱(re)(re)的工(gong)程(cheng)實踐(jian)》主題演講。

▲中(zhong)國聯合工程有限公司電力工程設計研(yan)究院(yuan)鍋爐所副所長孫武星

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實踐背景

2020年(nian)，習主席發表“3060”講話，這對能源(yuan)(yuan)領域、能源(yuan)(yuan)行業所有從業人員來說(shuo)，意(yi)味著(zhu)重大變革；2021年(nian)，在BP能源(yuan)(yuan)年(nian)鑒數據中，二氧化(hua)碳排放量(liang)達105億(yi)噸，占世界總排放量(liang)31.1%，居世界第一。

除(chu)了碳排(pai)放之外，能源(yuan)的安全穩定(ding)也(ye)是我國(guo)要進(jin)行能源(yuan)改革的重要因素(su)。

可(ke)以看到，除了煤之外，我國(guo)的天然氣(qi)和石(shi)油對外依存(cun)度(du)較高，大(da)約占需求(qiu)總量(liang)的50%左右。如果能(neng)源(yuan)一味地靠(kao)進口，倘(tang)若存(cun)在地緣(yuan)政治(zhi)和邊界(jie)風險，我們的能(neng)源(yuan)穩定性便會受到其他(ta)國(guo)家影響。

▲電力結構預測

據預測，2060年(nian)風(feng)電(dian)(dian)(dian)、光(guang)伏作為未來電(dian)(dian)(dian)力結構的(de)主力，裝機(ji)占(zhan)比(bi)將(jiang)超過70%。由于風(feng)電(dian)(dian)(dian)、光(guang)伏的(de)間斷、不穩定性，能量密度隨時間變化以及地(di)域差異的(de)特點(dian)，對(dui)電(dian)(dian)(dian)網具(ju)有沖擊(ji)性，而(er)且會造成棄風(feng)、棄光(guang)，因(yin)此，我們需要源側(ce)、網側(ce)、用戶側(ce)的(de)儲能技術。

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三個市場

熔鹽儲熱(re)的三個市場分別是光熱(re)發(fa)電、火電靈活性改(gai)造(zao)、園區(qu)供熱(re)。孫武星著(zhu)重介(jie)紹了園區(qu)供熱(re)。

他表示(shi)，園(yuan)區(qu)供熱(re)(re)主要(yao)有兩個思(si)路，首(shou)先可以用谷電或(huo)綠電加(jia)熱(re)(re)熔鹽(yan)實現存(cun)儲熱(re)(re)量(liang)，待(dai)用戶需要(yao)時再進行(xing)供熱(re)(re)，或(huo)利用背壓(ya)機進行(xing)供熱(re)(re)/電。

另(ling)一個(ge)思路是園區供熱(re)調峰(feng)。如江(jiang)浙一些紡織(zhi)、化纖(xian)企業，白天負(fu)荷(he)高(gao)，晚上(shang)負(fu)荷(he)低，這種情況下會(hui)出現(xian)白天三臺(tai)爐(lu)運行(xing)(xing)，晚上(shang)只有兩臺(tai)甚至(zhi)一臺(tai)爐(lu)運行(xing)(xing)，這時工(gong)作(zuo)(zuo)效(xiao)率較低，且對鍋爐(lu)壽命(ming)影響較大，因此可以通(tong)過加(jia)熱(re)熔鹽(yan)起到錯時調峰(feng)作(zuo)(zuo)用(yong)，不用(yong)新(xin)增機(ji)組便可以達到增加(jia)園區的(de)頂峰(feng)熱(re)負(fu)荷(he)能(neng)力的(de)作(zuo)(zuo)用(yong)。

孫(sun)武星列舉了(le)谷(gu)電(dian)和棄電(dian)儲熱的基本(ben)(ben)成(cheng)本(ben)(ben)。以2022年(nian)~2023年(nian)浙(zhe)江省為例，谷(gu)電(dian)價(jia)格(ge)(ge)約0.25~0.3元(yuan)(yuan)/度，每噸(dun)蒸(zheng)汽耗(hao)電(dian)750~800度，成(cheng)本(ben)(ben)200~240元(yuan)(yuan)/噸(dun)。長遠看來，若(ruo)周邊有風電(dian)或光(guang)伏企業(ye)晚上(shang)要棄電(dian)，可通過項目讓其上(shang)網，電(dian)網收一(yi)筆費(fei)用，用戶(hu)再付一(yi)筆費(fei)用，這(zhe)樣其價(jia)格(ge)(ge)會比目前谷(gu)電(dian)價(jia)格(ge)(ge)更(geng)低(di)，產生的蒸(zheng)汽成(cheng)本(ben)(ben)也(ye)會更(geng)低(di)，更(geng)有經(jing)濟(ji)性優(you)勢。

從目前來(lai)看，因為電(dian)網用電(dian)絕(jue)大部分還(huan)是依靠煤電(dian)，隨著園區新能源上(shang)網電(dian)量、消納的(de)增加，下電(dian)帶的(de)碳會逐漸減少。

孫武(wu)星表示“我們這個項目要(yao)對(dui)標(biao)天然氣(qi)，如果是(shi)對(dui)標(biao)燃煤(mei)同時又有煤(mei)指(zhi)標(biao)的話(hua)，沒得講(jiang)，因為大(da)(da)家知道一(yi)噸標(biao)煤(mei)大(da)(da)概十噸汽(qi)，標(biao)煤(mei)成本按照1500來算，蒸汽(qi)成本就(jiu)是(shi)150，再加上一(yi)些燃煤(mei)一(yi)次(ci)性投(tou)資還(huan)有稅(shui)費(fei)(fei)加起來可能就(jiu)是(shi)180、190左(zuo)右。采用熔(rong)鹽儲熱技術運行(xing)成本平均220，再加上一(yi)次(ci)性投(tou)資熔(rong)鹽儲能這一(yi)塊還(huan)是(shi)比較大(da)(da)的，還(huan)要(yao)加稅(shui)費(fei)(fei)，在不考慮容量(liang)電費(fei)(fei)的情況下，要(yao)在300-350之間。”

但目(mu)前的情況是，園區要(yao)(yao)發展(zhan)但政府不(bu)給煤(mei)指(zhi)標，無法擴建鍋爐(lu)，這(zhe)種情況下(xia)，如(ru)果(guo)天然(ran)氣(qi)價格(ge)按(an)4元計算，一噸蒸(zheng)汽折合(he)下(xia)來(lai)約等于100立方天然(ran)氣(qi)，那么其燃料成本大(da)概在400元，如(ru)果(guo)算上一次性投資再加稅費則在500元，可以明(ming)顯(xian)看出，用谷(gu)電峰谷(gu)套利模式(shi)比天然(ran)氣(qi)要(yao)(yao)劃算很(hen)多。

除此(ci)之外，我國天然(ran)氣(qi)汽(qi)源不(bu)穩定(ding)，其中50%靠進(jin)口(kou)，地緣政(zheng)治(zhi)、單(dan)邊主義(yi)都(dou)會(hui)給(gei)未(wei)來天然(ran)氣(qi)的(de)價格帶來不(bu)確定(ding)性。另外，天然(ran)氣(qi)如果按(an)照一噸蒸(zheng)汽(qi)計算(suan)，它的(de)排(pai)碳(tan)大概占燃煤的(de)50%左右，只是(shi)作為碳(tan)中和(he)的(de)過渡手段(duan)，如果算(suan)上(shang)碳(tan)稅、二氧化碳(tan)碳(tan)交(jiao)易，其劣勢就(jiu)更加明顯(xian)了。

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工程實例

一、谷電加熱熔鹽儲能供(gong)熱項目

該項(xiang)目(mu)(mu)規(gui)模為50t/h，75MW/360MWh，蒸(zheng)汽參數9.8MPa、540℃，目(mu)(mu)前運行模式是(shi)谷(gu)電加(jia)熱(re)12小時(shi)，實現連(lian)續外供蒸(zheng)汽24小時(shi)，項(xiang)目(mu)(mu)投資1.8億(yi)元，核(he)算500元/kWh。

該項目熔鹽(yan)儲熱換(huan)熱區(qu)域占地60x27米，公用配套系(xi)統利用老(lao)廠原有系(xi)統，項目整體熱效(xiao)率(lv)93%，主要是(shi)散熱損失、換(huan)熱損失以(yi)及一些電汽的配電損失。蒸汽價(jia)格若(ruo)按318元每(mei)噸計(ji)算，則稅后資本金(jin)投資回收(shou)期為8.6年，資本金(jin)投資內部(bu)收(shou)益(yi)率(lv)為16.31%。

孫武(wu)星對(dui)該項目的關(guan)鍵設備也進行了介紹(shao)。

▋關鍵設備選擇之一：熔鹽儲罐

▋關鍵設備選擇之二：熔鹽泵

▋關鍵設備選擇之三：電加熱器

▋關鍵設備選擇之四：蒸汽發生器SGS系統

二、蒸(zheng)汽(qi)加熱熔鹽調峰項(xiang)目(mu)

該(gai)項目規模(mo)100t/h，運行模(mo)式為低負荷采用蒸汽加熱(re)熔鹽(yan)12h，高負荷采用熔鹽(yan)釋熱(re)對外供熱(re)12h，項目投(tou)資2億元，熔鹽(yan)儲熱(re)換熱(re)區域占地(di)126米(mi)×44米(mi)，整體熱(re)效率大于90%，按照蒸汽價格(ge)326塊錢一噸(dun)，靜(jing)態投(tou)資回(hui)收期(qi)為5.7年。

與天然(ran)(ran)氣對比，倘若折為(wei)(wei)25年計算，則該項目真實成本為(wei)(wei)11.7億(yi)元，天然(ran)(ran)氣則為(wei)(wei)18.7億(yi)元。

孫武星對以上兩(liang)種模式(shi)下面(mian)臨(lin)的主要問(wen)題和關鍵因素進行了總結：

第(di)一，若(ruo)是用谷電或綠(lv)電加熱(re)，首先應解(jie)決電網接入問題。

“因為如果是50噸的(de)主(zhu)蒸(zheng)汽(qi)，電(dian)加熱器規模75兆瓦，對當地園區的(de)電(dian)網有(you)一定挑戰，從哪(na)里找到接入又不影響其原來的(de)電(dian)網同時線路費用能夠盡量(liang)少，這個要同電(dian)網談。”

第二，谷(gu)(gu)電電價。我國(guo)目前(qian)的政(zheng)策要求峰(feng)谷(gu)(gu)電價不(bu)小(xiao)于3:1，浙(zhe)江省為4:1，相(xiang)對來說走得比較靠(kao)前(qian)。谷(gu)(gu)電電價對項(xiang)目的經濟性(xing)(xing)影(ying)響起決(jue)定性(xing)(xing)作用。

第(di)三(san)，容量電費(fei)。若考慮容量電費(fei)，折算下來一噸蒸汽成本對應(ying)約增(zeng)加70元(yuan)左(zuo)右。

第(di)四，背壓機(ji)是否配置問題。這(zhe)個跟上網電價(jia)(jia)(jia)有(you)關(guan)，若白天上網電價(jia)(jia)(jia)超過燃煤標(biao)桿(gan)電價(jia)(jia)(jia)的話，還是有(you)利潤可圖(tu)。

他認為(wei)，供熱調峰相對來(lai)說不存在(zai)電網的(de)一些外部(bu)條件影響(xiang)，但企業要(yao)有(you)對未來(lai)園區發展的(de)規劃(hua)。很多園區都存在(zai)白天(tian)(tian)和晚上(shang)的(de)負(fu)荷波動，這種情況下通過熔鹽儲能實現白天(tian)(tian)的(de)頂(ding)峰增加白天(tian)(tian)綜合供熱能力(li)，對于整體的(de)項目經濟性是非常可觀的(de)。

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關于中國聯合公司

中國(guo)聯合工(gong)程有(you)限公(gong)司（原機(ji)機(ji)械(xie)工(gong)業(ye)部第二設計(ji)研究院(yuan)）隸屬(shu)于國(guo)機(ji)集團，公(gong)司人才資源豐(feng)富，擁有(you)員工(gong)6000余人，其(qi)中工(gong)程技術人員占95%以上(shang)，曾有(you)7位中國(guo)工(gong)程院(yuan)、中國(guo)科學院(yuan)院(yuan)士(shi)在公(gong)司工(gong)作，現在職1名，擁有(you)全國(guo)勘察設計(ji)大(da)師7位。

公司(si)擁(yong)有(you)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)資質證書綜合甲級(ji)，建筑工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)施(shi)工(gong)(gong)總承包（壹級(ji)）、造價咨詢（甲級(ji)）、城鄉規劃編制（甲級(ji)）等等。目前公司(si)已經(jing)獲得了國(guo)(guo)家科技成果獎100多項(xiang)，省部級(ji)1000多項(xiang)，主編、參(can)編、國(guo)(guo)家地方行業的標準和規范100多項(xiang)，是(shi)國(guo)(guo)家的認定高(gao)新(xin)技術企(qi)業，在美(mei)國(guo)(guo)《工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)新(xin)聞記錄》ENR對中國(guo)(guo)工(gong)(gong)程(cheng)(cheng)設計(ji)企(qi)業60強的統(tong)計(ji)排名(ming)(ming)中，公司(si)連(lian)年榜上有(you)名(ming)(ming)。

公司(si)的部分光熱、熔鹽(yan)儲能項目效果圖如(ru)下：

▲金塔(ta)中光(guang)太陽能10萬(wan)(wan)千萬(wan)(wan)光(guang)熱項(xiang)目

▲基于混合(he)儲能(neng)的多(duo)能(neng)耦合(he)智慧低碳供能(neng)示范項目

▲杭(hang)州醫(yi)藥港(gang)零(ling)碳(tan)電廠(chang)熔鹽儲能示范項目

▲浙(zhe)江龍德綠能(neng)(neng)電(dian)力有限(xian)公(gong)司熔(rong)鹽儲能(neng)(neng)協同清(qing)潔煤電(dian)零碳綜合供能(neng)(neng)示范(fan)項目