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在(zai)6月13日(ri)于浙江杭州召開(kai)的(de)2023中國(guo)國(guo)際光熱(re)大會暨CSPPLAZA第十(shi)屆(jie)年會上(shang)，中國(guo)聯合工(gong)程有限公(gong)司(si)電力(li)工(gong)程設計研究(jiu)院(yuan)鍋爐所(suo)副所(suo)長(chang)孫武星為大家(jia)帶來《熔鹽儲熱(re)技術在(zai)園區供熱(re)的(de)工(gong)程實踐》主題演(yan)講(jiang)。

▲中國聯合(he)工程有限公司電力工程設計研究院鍋(guo)爐所副所長孫武星

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實踐背景

2020年(nian)，習主(zhu)席發表“3060”講(jiang)話，這對能(neng)源領域、能(neng)源行業所有從業人(ren)員來說，意味(wei)著重(zhong)大變(bian)革；2021年(nian)，在(zai)BP能(neng)源年(nian)鑒數(shu)據(ju)中，二氧化碳排放量(liang)達105億噸(dun)，占世界(jie)總(zong)排放量(liang)31.1%，居世界(jie)第一。

除(chu)了碳(tan)排(pai)放之(zhi)外，能(neng)源的安全穩(wen)定也(ye)是我(wo)國要(yao)進行(xing)能(neng)源改革(ge)的重要(yao)因素。

可以看(kan)到，除了煤之外(wai)，我國(guo)的天然氣和石油對外(wai)依存度較高，大(da)約占需求總量的50%左右。如果能(neng)源(yuan)一味地靠進口，倘若存在地緣(yuan)政治和邊界風(feng)險，我們的能(neng)源(yuan)穩定(ding)性便會受(shou)到其他(ta)國(guo)家影響。

▲電力結構預測

據預測，2060年風電(dian)(dian)、光(guang)伏(fu)作為未(wei)來電(dian)(dian)力結構的主(zhu)力，裝機占比將超過70%。由于風電(dian)(dian)、光(guang)伏(fu)的間斷、不穩定性，能(neng)量密度隨時間變化以及地域差(cha)異(yi)的特點，對電(dian)(dian)網具有沖擊性，而且會造成(cheng)棄(qi)風、棄(qi)光(guang)，因此，我們(men)需要源(yuan)側、網側、用戶側的儲能(neng)技術。

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三個市場

熔鹽儲熱(re)的(de)三個市(shi)場分別是光(guang)熱(re)發(fa)電、火(huo)電靈(ling)活(huo)性(xing)改造、園區(qu)供熱(re)。孫武星著重介紹(shao)了園區(qu)供熱(re)。

他表示，園(yuan)區供熱主(zhu)要(yao)有兩個思路，首先可以用谷(gu)電或(huo)綠電加熱熔(rong)鹽(yan)實現存儲(chu)熱量，待(dai)用戶需要(yao)時再進行供熱，或(huo)利用背壓機進行供熱/電。

另一個思路是(shi)園(yuan)區供熱(re)(re)調峰(feng)(feng)。如江浙(zhe)一些紡織(zhi)、化纖(xian)企業，白(bai)天(tian)負荷高，晚(wan)上負荷低(di)，這種情況下會出(chu)現白(bai)天(tian)三臺(tai)爐(lu)(lu)運行，晚(wan)上只(zhi)有(you)兩臺(tai)甚至一臺(tai)爐(lu)(lu)運行，這時工作效率(lv)較低(di)，且對鍋爐(lu)(lu)壽(shou)命影(ying)響較大，因(yin)此可以通過加熱(re)(re)熔鹽起到錯時調峰(feng)(feng)作用(yong)，不用(yong)新增(zeng)機(ji)組(zu)便可以達到增(zeng)加園(yuan)區的頂峰(feng)(feng)熱(re)(re)負荷能力的作用(yong)。

孫武星列舉了(le)谷電和棄(qi)電儲熱的(de)基本(ben)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)。以2022年(nian)~2023年(nian)浙江省為例，谷電價(jia)格(ge)(ge)約0.25~0.3元/度(du)，每噸(dun)蒸汽(qi)耗(hao)電750~800度(du)，成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)200~240元/噸(dun)。長遠(yuan)看(kan)來，若周邊(bian)有風電或光伏企業(ye)晚上(shang)(shang)要棄(qi)電，可通(tong)過項(xiang)目讓其上(shang)(shang)網(wang)，電網(wang)收一筆費(fei)用(yong)(yong)(yong)，用(yong)(yong)(yong)戶再付一筆費(fei)用(yong)(yong)(yong)，這樣其價(jia)格(ge)(ge)會比目前谷電價(jia)格(ge)(ge)更低(di)，產生的(de)蒸汽(qi)成(cheng)(cheng)(cheng)本(ben)也會更低(di)，更有經(jing)濟(ji)性優勢(shi)。

從(cong)目(mu)前來看，因為電網用電絕大部分(fen)還(huan)是(shi)依靠煤電，隨(sui)著園區新能源上網電量、消納的增加，下電帶(dai)的碳會逐漸減少。

孫武星表示“我們(men)這個項目要對(dui)標天(tian)然氣，如果(guo)是(shi)對(dui)標燃煤(mei)同時(shi)又有(you)(you)煤(mei)指(zhi)標的(de)(de)話(hua)，沒得講(jiang)，因為大家知道一噸標煤(mei)大概(gai)十噸汽，標煤(mei)成本(ben)按照1500來(lai)算，蒸汽成本(ben)就是(shi)150，再加上一些燃煤(mei)一次性(xing)(xing)投資還有(you)(you)稅(shui)費(fei)加起(qi)來(lai)可能就是(shi)180、190左右。采(cai)用熔鹽儲(chu)熱(re)技(ji)術運行成本(ben)平均220，再加上一次性(xing)(xing)投資熔鹽儲(chu)能這一塊還是(shi)比較大的(de)(de)，還要加稅(shui)費(fei)，在不(bu)考慮容量電費(fei)的(de)(de)情況(kuang)下，要在300-350之間。”

但目前(qian)的情況(kuang)是(shi)，園區要發展(zhan)但政府不(bu)給煤指(zhi)標，無法擴建(jian)鍋爐，這種(zhong)情況(kuang)下，如(ru)果天(tian)然(ran)氣價格按4元計(ji)算(suan)(suan)，一噸(dun)蒸汽折合(he)下來約(yue)等(deng)于(yu)100立方(fang)天(tian)然(ran)氣，那么其燃料成本大概在(zai)400元，如(ru)果算(suan)(suan)上一次(ci)性投資再加稅費則(ze)在(zai)500元，可以(yi)明顯看出，用(yong)谷(gu)電峰谷(gu)套利模(mo)式比天(tian)然(ran)氣要劃算(suan)(suan)很(hen)多。

除此(ci)之外，我國天然氣(qi)汽源不(bu)穩定(ding)，其中(zhong)50%靠進(jin)口，地緣政治、單(dan)邊主義都會給(gei)未來(lai)天然氣(qi)的價格帶來(lai)不(bu)確定(ding)性。另(ling)外，天然氣(qi)如(ru)果(guo)按(an)照一(yi)噸蒸汽計(ji)算，它的排碳(tan)(tan)大(da)概占燃(ran)煤的50%左右，只是(shi)作為碳(tan)(tan)中(zhong)和的過渡手(shou)段，如(ru)果(guo)算上碳(tan)(tan)稅、二(er)氧化碳(tan)(tan)碳(tan)(tan)交易，其劣勢就更(geng)加明顯了。

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工程實例

一(yi)、谷(gu)電(dian)加(jia)熱熔鹽儲能供熱項目

該項(xiang)(xiang)目規模為50t/h，75MW/360MWh，蒸(zheng)汽參(can)數9.8MPa、540℃，目前運行模式(shi)是谷電(dian)加(jia)熱12小時(shi)，實現連續外供(gong)蒸(zheng)汽24小時(shi)，項(xiang)(xiang)目投(tou)資1.8億元(yuan)，核算500元(yuan)/kWh。

該項(xiang)目熔鹽儲熱換(huan)熱區域占地60x27米(mi)，公(gong)用配(pei)套系(xi)統利(li)用老(lao)廠(chang)原(yuan)有系(xi)統，項(xiang)目整體熱效率(lv)93%，主(zhu)要是(shi)散熱損(sun)失(shi)、換(huan)熱損(sun)失(shi)以及一些電汽(qi)的(de)配(pei)電損(sun)失(shi)。蒸汽(qi)價格(ge)若按318元(yuan)每噸計算，則(ze)稅后資(zi)本(ben)(ben)金投資(zi)回收期(qi)為8.6年(nian)，資(zi)本(ben)(ben)金投資(zi)內部收益率(lv)為16.31%。

孫武星對該項(xiang)目的(de)關(guan)鍵設(she)備(bei)也進行了介紹。

▋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、蒸汽加熱熔(rong)鹽調峰項目

該項目規模100t/h，運(yun)行模式為(wei)低負荷(he)采用(yong)蒸(zheng)汽加熱(re)熔鹽12h，高負荷(he)采用(yong)熔鹽釋熱(re)對外供熱(re)12h，項目投(tou)資2億元，熔鹽儲熱(re)換熱(re)區域(yu)占(zhan)地126米(mi)×44米(mi)，整體熱(re)效率(lv)大于90%，按照蒸(zheng)汽價格326塊錢一噸，靜態投(tou)資回(hui)收期為(wei)5.7年(nian)。

與天然(ran)氣(qi)對比，倘若折為25年(nian)計算，則該項目(mu)真(zhen)實成本為11.7億(yi)元，天然(ran)氣(qi)則為18.7億(yi)元。

孫(sun)武星對以上兩種模(mo)式下面臨的主(zhu)要問(wen)題和關鍵因(yin)素(su)進行了總結：

第一(yi)，若是用谷電或綠電加熱(re)，首先應解(jie)決電網接入問題(ti)。

“因(yin)為如果是50噸(dun)的主蒸汽(qi)，電(dian)加(jia)熱器規(gui)模75兆瓦(wa)，對當地(di)園區的電(dian)網有(you)一定挑戰(zhan)，從(cong)哪里找到接入(ru)又不影響其原來的電(dian)網同時線路(lu)費用能夠(gou)盡(jin)量少，這個要同電(dian)網談。”

第二，谷電電價。我國目(mu)前的(de)政策要(yao)求峰(feng)谷電價不小于(yu)3:1，浙江省為4:1，相對來說(shuo)走得比(bi)較靠前。谷電電價對項目(mu)的(de)經濟性(xing)影響起決定性(xing)作用。

第(di)三，容量電費。若考(kao)慮容量電費，折算下來一(yi)噸蒸(zheng)汽(qi)成本對應(ying)約(yue)增加70元(yuan)左右。

第(di)四，背壓機是否(fou)配(pei)置問題。這個跟(gen)上(shang)(shang)網(wang)電(dian)價(jia)(jia)有關(guan)，若白(bai)天(tian)上(shang)(shang)網(wang)電(dian)價(jia)(jia)超過燃煤標桿電(dian)價(jia)(jia)的話，還是有利潤(run)可圖。

他認為，供熱(re)調峰相(xiang)對來(lai)說(shuo)不存在電網的(de)一些外部條件影響，但企(qi)業要有對未來(lai)園區發展的(de)規劃。很多園區都存在白(bai)天(tian)和晚(wan)上的(de)負(fu)荷波動，這種情況下通過熔鹽(yan)儲能(neng)實現白(bai)天(tian)的(de)頂峰增加白(bai)天(tian)綜合供熱(re)能(neng)力，對于整體的(de)項目經濟(ji)性是非常可觀的(de)。

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關于中國聯合公司

中(zhong)(zhong)國聯合工(gong)(gong)程有限公司（原(yuan)機機械工(gong)(gong)業部第二設計研究院）隸(li)屬于國機集(ji)團，公司人(ren)(ren)才資(zi)源豐(feng)富(fu)，擁有員工(gong)(gong)6000余人(ren)(ren)，其中(zhong)(zhong)工(gong)(gong)程技術人(ren)(ren)員占95%以上，曾有7位中(zhong)(zhong)國工(gong)(gong)程院、中(zhong)(zhong)國科學院院士在(zai)公司工(gong)(gong)作，現(xian)在(zai)職(zhi)1名(ming)，擁有全國勘察(cha)設計大師7位。

公(gong)司擁(yong)有工(gong)程(cheng)設計(ji)資質證書綜(zong)合甲(jia)級(ji)，建(jian)筑工(gong)程(cheng)施工(gong)總(zong)承(cheng)包(bao)（壹級(ji)）、造價咨(zi)詢（甲(jia)級(ji)）、城鄉規劃編制（甲(jia)級(ji)）等等。目前公(gong)司已(yi)經(jing)獲得了國(guo)家科技(ji)成果獎(jiang)100多(duo)項(xiang)，省(sheng)部(bu)級(ji)1000多(duo)項(xiang)，主編、參編、國(guo)家地方行業的標(biao)準和規范100多(duo)項(xiang)，是國(guo)家的認定高新(xin)技(ji)術企業，在美國(guo)《工(gong)程(cheng)新(xin)聞記錄》ENR對中國(guo)工(gong)程(cheng)設計(ji)企業60強的統(tong)計(ji)排名中，公(gong)司連年榜上有名。

公(gong)司的部(bu)分光熱、熔鹽儲能項目效果圖如下：

▲金塔中光太陽(yang)能10萬(wan)千萬(wan)光熱項(xiang)目

▲基于混(hun)合儲能的多能耦合智(zhi)慧低碳供能示范(fan)項目

▲杭州醫藥港(gang)零(ling)碳電廠熔(rong)鹽儲能示范(fan)項(xiang)目

▲浙(zhe)江龍德綠能電(dian)力有(you)限公司熔(rong)鹽儲能協同清潔煤電(dian)零碳綜合供(gong)能示范項目(mu)