“當(dāng)時(shí)我們就下定決心，一定要通過(guò)一個(gè)示范項(xiàng)目，讓客戶真真切切地看到什么是熔鹽，熔鹽儲(chǔ)能能做什么。”

在6月13日于浙江杭州召開(kāi)的2023中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第十屆年會(huì)上，來(lái)自原西子清潔能源裝備制造股份有限公司新能源BG、現(xiàn)浙江西子新能源工程技術(shù)有限公司技術(shù)部的部長(zhǎng)許利華為大家?guī)?lái)了《高溫熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)在用戶側(cè)的規(guī)模化應(yīng)用》的主題演講。

▲浙江西子新能源工程技術(shù)有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)許利華

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西子潔能&西子新能源工程

▋西子潔能（杭鍋集團(tuán)）

許利華介紹，西子清潔能源裝備制造股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“西子潔能”）成立于1955年，前身為中國(guó)余熱鍋爐領(lǐng)軍企業(yè)杭鍋集團(tuán)，隸屬于中國(guó)企業(yè)500強(qiáng)西子聯(lián)合控股。公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及新能源、新裝備、新服務(wù)等多個(gè)領(lǐng)域。68年來(lái)，西子潔能秉承“為人類(lèi)改善環(huán)境”的使命擔(dān)當(dāng)，積極響應(yīng)“3060”目標(biāo)。

西子潔能在新能源方面不停探索，其中光熱是其非常重要的一項(xiàng)新能源戰(zhàn)略。許利華表示，西子潔能在光熱領(lǐng)域起步較早，公司獨(dú)立研究、開(kāi)發(fā)光熱技術(shù)距今已有13年，參與了2項(xiàng)首批光熱示范項(xiàng)目、1項(xiàng)多能互補(bǔ)光熱項(xiàng)目，參與的項(xiàng)目均成功實(shí)現(xiàn)了商業(yè)運(yùn)行。

在光熱業(yè)務(wù)方面，西子潔能聚焦吸熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)（SGS）和儲(chǔ)熱系統(tǒng)，不僅是這光熱三大系統(tǒng)主設(shè)備的高品質(zhì)供貨商，而且是系統(tǒng)方案的解決方案供應(yīng)商。許利華表示，公司現(xiàn)在已經(jīng)越來(lái)越多地把熔鹽系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)從光熱電站往用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景移植，并獲得了多項(xiàng)成功地商業(yè)應(yīng)用和設(shè)計(jì)方面的系統(tǒng)解決方案業(yè)績(jī)。

▋西子新能源工程

浙江西子新能源工程技術(shù)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“西子新能源工程”）成立于2023年1月，據(jù)許利華介紹，該公司是把西子潔能的原新能源BG團(tuán)隊(duì)整體獨(dú)立出來(lái)而成立的。主營(yíng)業(yè)務(wù)涉及新能源、儲(chǔ)能、低碳及零碳產(chǎn)品，提供設(shè)計(jì)、產(chǎn)品、整體解決方案及服務(wù)。

西子新能源工程是西子潔能對(duì)外承接“新能源及低碳業(yè)務(wù)”的平臺(tái)公司。公司與西子潔能共享生產(chǎn)制造資源、供應(yīng)鏈體系及質(zhì)保體系，并在德清還擁有自己的制造基地。

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熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)與實(shí)踐

許利華表示，西子潔能在熔鹽的使用方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)，這也為其后來(lái)將熔鹽系統(tǒng)從光熱向用戶側(cè)儲(chǔ)能做推廣奠定了很好的基礎(chǔ)。這兩年行業(yè)內(nèi)凡是有關(guān)熔鹽儲(chǔ)能的項(xiàng)目，其都有西子的參與。

許利華總結(jié)了熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)在用戶側(cè)的幾個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景如：風(fēng)光荷儲(chǔ)一體化電站、火電機(jī)組靈活性改造、零碳電廠、零碳園區(qū)。

▲熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

▲西子潔能熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目業(yè)績(jī)

西子航空“零碳”工廠

西子航空工廠位于杭州錢(qián)塘區(qū)，從事飛機(jī)零部件制造，包括機(jī)體結(jié)構(gòu)件、復(fù)合材料制件、鈑金零件、航空新型緊固件等，是C919唯一民營(yíng)部件供應(yīng)商。在C919之前，西子航空工廠專(zhuān)為空客和波音提供部件，在空客，低碳產(chǎn)品才有競(jìng)爭(zhēng)力。

用能上，整個(gè)工廠有電和蒸汽兩種需求，原本的蒸汽是通過(guò)工廠隔壁的華電江東燃?xì)怆姀S供應(yīng)，供電則是市電。

許利華表示“我們做了這樣的綜合能源方案，6萬(wàn)平米廠房做6兆瓦光伏，分兩期進(jìn)行，第一批3兆瓦，第二批是另外3兆瓦。熔鹽儲(chǔ)能規(guī)模相對(duì)較小，因?yàn)楣S用蒸汽量不是很大。熔鹽儲(chǔ)能每天可供36噸蒸汽，年供蒸汽可超過(guò)10000噸。除此之外，我們還示范了同樣是電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的液流電池，通過(guò)此項(xiàng)目來(lái)驗(yàn)證液流電池的性能和運(yùn)行可靠性。這個(gè)項(xiàng)目是在原來(lái)燃?xì)忮仩t房基礎(chǔ)上把它拔掉重建的，2021年7月份開(kāi)始建設(shè)，2021年11月19日建成，我們僅花了兩個(gè)半月時(shí)間?！?/p>

許利華表示，最初與客戶交流熔鹽儲(chǔ)能時(shí)，很多人認(rèn)為熔鹽儲(chǔ)能只是西部的光熱，只能用在地廣人稀的地方，大家對(duì)熔鹽儲(chǔ)能還沒(méi)有認(rèn)知，對(duì)熔鹽是什么都不清楚，“當(dāng)時(shí)我們就下定決心，一定要通過(guò)一個(gè)示范項(xiàng)目，讓客戶真真切切地看到什么是熔鹽，熔鹽儲(chǔ)能能做什么?！?/p>

西子潔能不僅做到了，而且還做的很好，在短短的1年半時(shí)間內(nèi)，西子航空工廠示范項(xiàng)目已經(jīng)接待了數(shù)十家企業(yè)和數(shù)百位行業(yè)專(zhuān)業(yè)人士。也是通過(guò)該項(xiàng)目，使熔鹽在客戶面前揭開(kāi)了神秘的面紗，為行業(yè)的發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，因此該項(xiàng)目也榮獲了2022年度“零碳中國(guó)”十大創(chuàng)新技術(shù)。

紹興綠電熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目

該項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)位于浙江紹興濱海工業(yè)園區(qū)，該園區(qū)為國(guó)家級(jí)開(kāi)發(fā)區(qū)。園區(qū)企業(yè)以紡織印染行業(yè)為主?；w印染需要大量的蒸汽，能耗非常大。在“3060”提出以后，化纖行業(yè)面臨著巨大的節(jié)能降碳?jí)毫Α?/p>

西子潔能與天圣集團(tuán)、紹興市電力局經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間討論，定出了綠電熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)，該系統(tǒng)將綠電通過(guò)電加熱熔鹽的方式存儲(chǔ)于高溫熔鹽內(nèi)，再通過(guò)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)將熔鹽內(nèi)的能量轉(zhuǎn)化為蒸汽的熱能。

該系統(tǒng)產(chǎn)生的蒸汽壓力較高，與光熱參數(shù)相同。許利華表示，當(dāng)電網(wǎng)需要頂峰需求響應(yīng)時(shí)，背壓機(jī)出口蒸汽可停止對(duì)外供熱，轉(zhuǎn)而進(jìn)入純凝機(jī)進(jìn)行純凝運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的頂峰服務(wù)，社會(huì)效益顯著。

▲系統(tǒng)示意圖

“因?yàn)榻鼉赡?，浙江省都?jīng)歷了夏季的高峰限電，我們希望這套系統(tǒng)除了為用戶服務(wù)以外，在電網(wǎng)需要頂峰的時(shí)候，可短時(shí)間切斷對(duì)外供熱（供熱由園區(qū)熱網(wǎng)代替），通過(guò)背壓機(jī)之后的純凝機(jī)將我們儲(chǔ)存下來(lái)的谷電在白天全都頂峰送出去，基于這樣的思考我們?cè)O(shè)計(jì)了這套系統(tǒng)?！痹S利華如是說(shuō)。

該系統(tǒng)參數(shù)如下。

許利華對(duì)紹興綠電項(xiàng)目中的儲(chǔ)罐也進(jìn)行了介紹。

許利華表示，紹興項(xiàng)目是西子潔能集設(shè)計(jì)、施工的EPC總承包項(xiàng)目。在本項(xiàng)目中，西子潔能首次自行設(shè)計(jì)了高溫熔鹽儲(chǔ)罐。為此做了大量的技術(shù)研究，特別是儲(chǔ)罐底部的保溫、隔熱和通風(fēng)方面做了非常扎實(shí)的技術(shù)研究工作。最終，在儲(chǔ)罐底部設(shè)計(jì)了陶粒的隔熱系統(tǒng)，運(yùn)行效果達(dá)到了預(yù)期。

▲儲(chǔ)罐施工現(xiàn)場(chǎng)

▲項(xiàng)目完工后情況

▲2022年10月20日項(xiàng)目投產(chǎn)產(chǎn)汽

▲近期運(yùn)行情況

許利華表示，園區(qū)設(shè)計(jì)供汽能力100噸每小時(shí)，但現(xiàn)在園區(qū)用能尚未跟上，還未能達(dá)到汽輪機(jī)的最低負(fù)荷要求，因此汽輪機(jī)還沒(méi)有正式投運(yùn)，目前基本以供熱為主。

火電廠靈活性改造

關(guān)于火電靈活性改造項(xiàng)目，許利華表示“在諸多火電靈活性改造的技術(shù)方面，現(xiàn)在唯一沒(méi)有落地的就是抽汽蓄能技術(shù)，我們正在配合集團(tuán)入股的一家公司在推，最近剛過(guò)了初設(shè)評(píng)審，終于又向前走了一步。”

西子潔能火電靈活性改造機(jī)組儲(chǔ)熱調(diào)峰和放熱頂峰的運(yùn)行模式如下：

▋儲(chǔ)熱調(diào)峰模式

冬季供熱工況下，機(jī)組發(fā)電負(fù)荷60%，采用10萬(wàn)kW“抽汽蓄能”，將多余熱量存儲(chǔ)在熔鹽中，滿足電網(wǎng)調(diào)峰需求。夏季純凝工況下，機(jī)組發(fā)電負(fù)荷40%，主要采用“抽汽蓄能”降低機(jī)組負(fù)荷，采用電加熱熔鹽輔助提升熔鹽溫度，滿足深度調(diào)峰需求。

▋放熱頂峰模式

電網(wǎng)需要火電廠機(jī)組頂峰時(shí)，高溫熔鹽經(jīng)過(guò)過(guò)熱、蒸發(fā)、預(yù)熱換熱器加熱給水，產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，進(jìn)入中壓缸做功，可以增加汽輪機(jī)出力5~10萬(wàn)kW，持續(xù)時(shí)間4~8小時(shí)，實(shí)現(xiàn)頂峰目的。

當(dāng)然也可產(chǎn)生合適參數(shù)的蒸汽取代給水泵小汽輪機(jī)或除氧器汽源，減少四段抽汽提高機(jī)組出力，或者滿足采暖需求。

演講中，許利華特別提到了熔鹽的安全性。他表示，紹興項(xiàng)目旁邊就是廠房，當(dāng)時(shí)用戶對(duì)它的安全性關(guān)注也是非常高的，這也是現(xiàn)在所有新客戶對(duì)熔鹽的關(guān)注點(diǎn)。“所以，在我們參與的國(guó)能龍山示范項(xiàng)目中，共同參與方浙大對(duì)二元鹽，三元鹽的熱穩(wěn)定性和腐蝕性做了一些研究，更好地解釋了熔鹽的安全性?！?/p>

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用戶側(cè)儲(chǔ)能的經(jīng)濟(jì)性

許利華表示，經(jīng)濟(jì)性是所有客戶咨詢?nèi)埯}儲(chǔ)能時(shí)都會(huì)提到的問(wèn)題，用戶側(cè)熔鹽儲(chǔ)能不像火電靈活性調(diào)峰的抽汽蓄能那么復(fù)雜，就是儲(chǔ)電產(chǎn)熱。用戶側(cè)大多使用低壓蒸汽，低壓蒸汽理論耗電~760kWh/t，考慮系統(tǒng)效率實(shí)際耗電約800kWh/t。

用戶側(cè)熔鹽儲(chǔ)能新建項(xiàng)目暫無(wú)法回避容/需量電費(fèi)；改造項(xiàng)目如利用企業(yè)變壓器裕量，有不考慮容/需量電費(fèi)的可能性。

許利華介紹，容/需量電費(fèi)有兩種收費(fèi)方式，一種根據(jù)最大需量，即單月最高用電功率收費(fèi)；第二種根據(jù)變壓器容量收費(fèi)。對(duì)于熔鹽儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)，項(xiàng)目前期開(kāi)發(fā)階段，熔鹽儲(chǔ)能設(shè)計(jì)負(fù)荷率都很高，高負(fù)荷運(yùn)行采用容量電費(fèi)繳費(fèi)方式比較合算，若項(xiàng)目投運(yùn)后實(shí)際負(fù)荷偏低，可根據(jù)實(shí)際情況選擇最大需量繳費(fèi)方式。

“因?yàn)殡娀瘜W(xué)儲(chǔ)能是電轉(zhuǎn)電，行業(yè)里更多的認(rèn)可電化學(xué)儲(chǔ)能是為電網(wǎng)直接服務(wù)的，但是用熔鹽儲(chǔ)能去產(chǎn)汽供熱，別人就會(huì)質(zhì)疑。但我覺(jué)得，隨著未來(lái)越來(lái)越多此類(lèi)項(xiàng)目的出現(xiàn)，熔鹽儲(chǔ)能在削峰填谷和輔助服務(wù)方面的作用也會(huì)慢慢得到肯定，這是我們能預(yù)見(jiàn)到的?！?/p>

在經(jīng)濟(jì)性方面，許利華表示，熔鹽儲(chǔ)能供熱可以通過(guò)電價(jià)、汽價(jià)評(píng)估經(jīng)濟(jì)性，“我們前期測(cè)算過(guò)兩種方案，分別是考慮和不考慮容量電費(fèi)的情況。

如果是已建成的園區(qū)或企業(yè)，有富余的變壓器容量可用，這種情況下可能不需要多交容量電費(fèi)，這時(shí)每噸蒸汽成本的電費(fèi)占比接近90%，下圖是以2023年6月份浙江省110kV電壓等級(jí)測(cè)算的，固定資產(chǎn)折舊加上運(yùn)維和其他財(cái)務(wù)成本，占比也就超過(guò)10%多一點(diǎn)，因此可以看到，在壽命周期成本中，電費(fèi)成本絕對(duì)是占比最大的?！?/p>

“如果是新建項(xiàng)目，容量電費(fèi)需要考慮，容量電費(fèi)成本占比會(huì)接近20%，容量電費(fèi)在整個(gè)蒸汽成本中的占比也是非常高的，每噸蒸汽成本因?yàn)槿萘侩娰M(fèi)要提高將近60塊錢(qián)，這還是在2023年6月份容量電價(jià)下降的情況下。”

許利華指出，根據(jù)現(xiàn)在的市場(chǎng)狀況，未來(lái)我們不難發(fā)現(xiàn)：

第一，目前各省電價(jià)的峰谷平時(shí)段基本上是固定的，從山東和山西電力現(xiàn)貨市場(chǎng)來(lái)看，一旦現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行以后，所有的峰谷平時(shí)段都會(huì)發(fā)生變化。這給未來(lái)用戶側(cè)熔鹽儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)——要有充足的數(shù)據(jù)積累，才能預(yù)測(cè)好未來(lái)本地區(qū)新能源裝機(jī)變化，也才有可能對(duì)25年壽命期成本做比較合理的預(yù)測(cè)。

第二，關(guān)于容量電費(fèi)。上文提到，容量電費(fèi)占了熔鹽儲(chǔ)能蒸汽成本的較大份額，熔鹽儲(chǔ)能如果用到用戶側(cè)，最根本的目的還是希望為用戶服務(wù)。

“如果不考慮容量電費(fèi)，熔鹽儲(chǔ)能的成本是比天然氣供汽成本低的。但是加上容量電費(fèi)就會(huì)超過(guò)天然氣供汽成本，所以我們也在呼吁容量電費(fèi)的改革。在上個(gè)月國(guó)家發(fā)改委關(guān)于兩部制電價(jià)的發(fā)文中可以看到，大工業(yè)用電兩部制電價(jià)的容/需量電價(jià)對(duì)于不同電壓等級(jí)首次實(shí)行了差別計(jì)價(jià)，這明顯是用戶側(cè)用電的破冰之舉，是用戶側(cè)儲(chǔ)能的一項(xiàng)利好。比如浙江110kV電壓等級(jí)容量電價(jià)已經(jīng)由原來(lái)的30元/（kVA·月）降到了26元/（kVA·月）?！?/p>

第三，用戶側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展若拋開(kāi)碳市場(chǎng)，是完全沒(méi)有動(dòng)力的，為什么？

許利華解釋?zhuān)禾?、天然氣與電相比是有成本優(yōu)勢(shì)的，而以清潔能源為主的儲(chǔ)能或供能方式的優(yōu)勢(shì)是綠色，如果不能把綠色轉(zhuǎn)化成競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的話，是很難跟煤、天然氣PK的，只有碳市場(chǎng)發(fā)展起來(lái)以后，把新能源的清潔特性轉(zhuǎn)換成價(jià)值體現(xiàn)在收益里面，這才是未來(lái)整個(gè)電力市場(chǎng)以及用戶側(cè)儲(chǔ)能的方向。

許利華認(rèn)為，未來(lái)必定是碳市場(chǎng)和電力市場(chǎng)并駕齊驅(qū)。