在6月13日于浙江杭州召開的2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會上，中國聯(lián)合工程有限公司電力工程設(shè)計(jì)研究院鍋爐所副所長孫武星為大家?guī)怼度埯}儲熱技術(shù)在園區(qū)供熱的工程實(shí)踐》主題演講。

▲中國聯(lián)合工程有限公司電力工程設(shè)計(jì)研究院鍋爐所副所長孫武星

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實(shí)踐背景

2020年，習(xí)主席發(fā)表“3060”講話，這對能源領(lǐng)域、能源行業(yè)所有從業(yè)人員來說，意味著重大變革；2021年，在BP能源年鑒數(shù)據(jù)中，二氧化碳排放量達(dá)105億噸，占世界總排放量31.1%，居世界第一。

除了碳排放之外，能源的安全穩(wěn)定也是我國要進(jìn)行能源改革的重要因素。

可以看到，除了煤之外，我國的天然氣和石油對外依存度較高，大約占需求總量的50%左右。如果能源一味地靠進(jìn)口，倘若存在地緣政治和邊界風(fēng)險(xiǎn)，我們的能源穩(wěn)定性便會受到其他國家影響。

▲電力結(jié)構(gòu)預(yù)測

據(jù)預(yù)測，2060年風(fēng)電、光伏作為未來電力結(jié)構(gòu)的主力，裝機(jī)占比將超過70%。由于風(fēng)電、光伏的間斷、不穩(wěn)定性，能量密度隨時間變化以及地域差異的特點(diǎn)，對電網(wǎng)具有沖擊性，而且會造成棄風(fēng)、棄光，因此，我們需要源側(cè)、網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的儲能技術(shù)。

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三個市場

熔鹽儲熱的三個市場分別是光熱發(fā)電、火電靈活性改造、園區(qū)供熱。孫武星著重介紹了園區(qū)供熱。

他表示，園區(qū)供熱主要有兩個思路，首先可以用谷電或綠電加熱熔鹽實(shí)現(xiàn)存儲熱量，待用戶需要時再進(jìn)行供熱，或利用背壓機(jī)進(jìn)行供熱/電。

另一個思路是園區(qū)供熱調(diào)峰。如江浙一些紡織、化纖企業(yè)，白天負(fù)荷高，晚上負(fù)荷低，這種情況下會出現(xiàn)白天三臺爐運(yùn)行，晚上只有兩臺甚至一臺爐運(yùn)行，這時工作效率較低，且對鍋爐壽命影響較大，因此可以通過加熱熔鹽起到錯時調(diào)峰作用，不用新增機(jī)組便可以達(dá)到增加園區(qū)的頂峰熱負(fù)荷能力的作用。

孫武星列舉了谷電和棄電儲熱的基本成本。以2022年~2023年浙江省為例，谷電價格約0.25~0.3元/度，每噸蒸汽耗電750~800度，成本200~240元/噸。長遠(yuǎn)看來，若周邊有風(fēng)電或光伏企業(yè)晚上要棄電，可通過項(xiàng)目讓其上網(wǎng)，電網(wǎng)收一筆費(fèi)用，用戶再付一筆費(fèi)用，這樣其價格會比目前谷電價格更低，產(chǎn)生的蒸汽成本也會更低，更有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢。

從目前來看，因?yàn)殡娋W(wǎng)用電絕大部分還是依靠煤電，隨著園區(qū)新能源上網(wǎng)電量、消納的增加，下電帶的碳會逐漸減少。

孫武星表示“我們這個項(xiàng)目要對標(biāo)天然氣，如果是對標(biāo)燃煤同時又有煤指標(biāo)的話，沒得講，因?yàn)榇蠹抑酪粐崢?biāo)煤大概十噸汽，標(biāo)煤成本按照1500來算，蒸汽成本就是150，再加上一些燃煤一次性投資還有稅費(fèi)加起來可能就是180、190左右。采用熔鹽儲熱技術(shù)運(yùn)行成本平均220，再加上一次性投資熔鹽儲能這一塊還是比較大的，還要加稅費(fèi)，在不考慮容量電費(fèi)的情況下，要在300-350之間?！?/p>

但目前的情況是，園區(qū)要發(fā)展但政府不給煤指標(biāo)，無法擴(kuò)建鍋爐，這種情況下，如果天然氣價格按4元計(jì)算，一噸蒸汽折合下來約等于100立方天然氣，那么其燃料成本大概在400元，如果算上一次性投資再加稅費(fèi)則在500元，可以明顯看出，用谷電峰谷套利模式比天然氣要劃算很多。

除此之外，我國天然氣汽源不穩(wěn)定，其中50%靠進(jìn)口，地緣政治、單邊主義都會給未來天然氣的價格帶來不確定性。另外，天然氣如果按照一噸蒸汽計(jì)算，它的排碳大概占燃煤的50%左右，只是作為碳中和的過渡手段，如果算上碳稅、二氧化碳碳交易，其劣勢就更加明顯了。

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工程實(shí)例

一、谷電加熱熔鹽儲能供熱項(xiàng)目

該項(xiàng)目規(guī)模為50t/h，75MW/360MWh，蒸汽參數(shù)9.8MPa、540℃，目前運(yùn)行模式是谷電加熱12小時，實(shí)現(xiàn)連續(xù)外供蒸汽24小時，項(xiàng)目投資1.8億元，核算500元/kWh。

該項(xiàng)目熔鹽儲熱換熱區(qū)域占地60x27米，公用配套系統(tǒng)利用老廠原有系統(tǒng)，項(xiàng)目整體熱效率93%，主要是散熱損失、換熱損失以及一些電汽的配電損失。蒸汽價格若按318元每噸計(jì)算，則稅后資本金投資回收期為8.6年，資本金投資內(nèi)部收益率為16.31%。

孫武星對該項(xiàng)目的關(guān)鍵設(shè)備也進(jìn)行了介紹。

▋關(guān)鍵設(shè)備選擇之一：熔鹽儲罐

▋關(guān)鍵設(shè)備選擇之二：熔鹽泵

▋關(guān)鍵設(shè)備選擇之三：電加熱器

▋關(guān)鍵設(shè)備選擇之四：蒸汽發(fā)生器SGS系統(tǒng)

二、蒸汽加熱熔鹽調(diào)峰項(xiàng)目

該項(xiàng)目規(guī)模100t/h，運(yùn)行模式為低負(fù)荷采用蒸汽加熱熔鹽12h，高負(fù)荷采用熔鹽釋熱對外供熱12h，項(xiàng)目投資2億元，熔鹽儲熱換熱區(qū)域占地126米×44米，整體熱效率大于90%，按照蒸汽價格326塊錢一噸，靜態(tài)投資回收期為5.7年。

與天然氣對比，倘若折為25年計(jì)算，則該項(xiàng)目真實(shí)成本為11.7億元，天然氣則為18.7億元。

孫武星對以上兩種模式下面臨的主要問題和關(guān)鍵因素進(jìn)行了總結(jié)：

第一，若是用谷電或綠電加熱，首先應(yīng)解決電網(wǎng)接入問題。

“因?yàn)槿绻?0噸的主蒸汽，電加熱器規(guī)模75兆瓦，對當(dāng)?shù)貓@區(qū)的電網(wǎng)有一定挑戰(zhàn)，從哪里找到接入又不影響其原來的電網(wǎng)同時線路費(fèi)用能夠盡量少，這個要同電網(wǎng)談?！?/p>

第二，谷電電價。我國目前的政策要求峰谷電價不小于3:1，浙江省為4:1，相對來說走得比較靠前。谷電電價對項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性影響起決定性作用。

第三，容量電費(fèi)。若考慮容量電費(fèi)，折算下來一噸蒸汽成本對應(yīng)約增加70元左右。

第四，背壓機(jī)是否配置問題。這個跟上網(wǎng)電價有關(guān)，若白天上網(wǎng)電價超過燃煤標(biāo)桿電價的話，還是有利潤可圖。

他認(rèn)為，供熱調(diào)峰相對來說不存在電網(wǎng)的一些外部條件影響，但企業(yè)要有對未來園區(qū)發(fā)展的規(guī)劃。很多園區(qū)都存在白天和晚上的負(fù)荷波動，這種情況下通過熔鹽儲能實(shí)現(xiàn)白天的頂峰增加白天綜合供熱能力，對于整體的項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性是非?？捎^的。

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關(guān)于中國聯(lián)合公司

中國聯(lián)合工程有限公司（原機(jī)機(jī)械工業(yè)部第二設(shè)計(jì)研究院）隸屬于國機(jī)集團(tuán)，公司人才資源豐富，擁有員工6000余人，其中工程技術(shù)人員占95%以上，曾有7位中國工程院、中國科學(xué)院院士在公司工作，現(xiàn)在職1名，擁有全國勘察設(shè)計(jì)大師7位。

公司擁有工程設(shè)計(jì)資質(zhì)證書綜合甲級，建筑工程施工總承包（壹級）、造價咨詢（甲級）、城鄉(xiāng)規(guī)劃編制（甲級）等等。目前公司已經(jīng)獲得了國家科技成果獎100多項(xiàng)，省部級1000多項(xiàng)，主編、參編、國家地方行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范100多項(xiàng)，是國家的認(rèn)定高新技術(shù)企業(yè)，在美國《工程新聞記錄》ENR對中國工程設(shè)計(jì)企業(yè)60強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)排名中，公司連年榜上有名。

公司的部分光熱、熔鹽儲能項(xiàng)目效果圖如下：

▲金塔中光太陽能10萬千萬光熱項(xiàng)目

▲基于混合儲能的多能耦合智慧低碳供能示范項(xiàng)目

▲杭州醫(yī)藥港零碳電廠熔鹽儲能示范項(xiàng)目

▲浙江龍德綠能電力有限公司熔鹽儲能協(xié)同清潔煤電零碳綜合供能示范項(xiàng)目