10月25日，由ESPLAZA長時儲能網(wǎng)、CHPLAZA清潔供熱平臺主辦，湖州工業(yè)控制技術(shù)研究院與浙江綠儲科技有限公司聯(lián)合主辦，內(nèi)蒙古梅捷新能源科技有限公司冠名贊助的2024第五屆中國儲熱大會在浙江湖州盛大召開，浙江可勝技術(shù)股份有限公司綜合能源技術(shù)部經(jīng)理楊義出席會議，對熔鹽儲能技術(shù)引領(lǐng)下工業(yè)領(lǐng)域脫碳進行了分析。

圖：楊義

以下為演講內(nèi)容。

各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁下午好！很高興在這里和大家分享熔鹽儲能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域脫碳方面的典型項目案例，本次演講內(nèi)容更加關(guān)注工業(yè)領(lǐng)域其他余熱利用情況，其能量來源并非是電，而是熱。

一、背景介紹

低碳發(fā)展是人類共同目標和方向，是實現(xiàn)碳中和的必然選擇；要實現(xiàn)碳中和，必須電力脫碳和工業(yè)脫碳“雙管齊下”。

能量來源逐步從化石能源的燃燒轉(zhuǎn)化為可再生能源的綠電，因此，綠電制熱儲熱成為工業(yè)脫碳的重要環(huán)節(jié)。

另外，工業(yè)脫碳的四個關(guān)鍵“支柱”如下：

1、能源效率——提升電機能效，熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)化等；

2、工業(yè)電氣化——通過熱能的電氣化實現(xiàn)綠電制熱等；

3、綠電、綠熱；

4、碳捕集、利用和封存。

二、工業(yè)領(lǐng)域脫碳熔鹽儲能應(yīng)用場景

▌工業(yè)高溫余熱利用領(lǐng)域

工業(yè)高溫余熱利用市場規(guī)模：預(yù)計到2026年我國余熱資源均量將達到14.55億噸標準煤，考慮余熱資源中有50%高溫煙氣余熱回收容易，2026年市場規(guī)模將達2930億元。

行業(yè)特點：能耗高，用能成本在生產(chǎn)成本中占比高；“雙控”背景下，逐步淘汰能耗強度高的企業(yè)。

儲能技術(shù)應(yīng)用場景特點：能量輸入為熱能；儲能時長較長（電網(wǎng)谷電時段，一般為8h）；用能需求為電/熱；能量輸入以及用能需求穩(wěn)定。

▌熔鹽儲能如何在余熱利用領(lǐng)域應(yīng)用

熔鹽儲能在余熱利用領(lǐng)域應(yīng)用的邏輯比較簡單，將溫度大于450℃高溫余熱，通過熔鹽余熱鍋爐與熔鹽進行換熱，提升熔鹽溫度，從而進行長時間、大容量高溫余熱的存儲。另外，三元鹽最高溫度在400-450℃之間，二元鹽最高溫度在560℃左右，余熱溫度相對更高，前端余熱存儲的過程比較穩(wěn)定，后端的發(fā)電過程按照高峰多發(fā)、低谷少發(fā)進行分配。按照此邏輯，能夠規(guī)避過網(wǎng)費和容量電費的制約；高峰期發(fā)電，實現(xiàn)能量平移。

針對長時間、大容量高溫余熱存儲應(yīng)用場景，如煉焦行業(yè)的余熱利用項目溫度約為950℃，工業(yè)硅行業(yè)的煙氣余熱利用項目溫度約為480℃，鋼鐵行業(yè)的高爐煤氣等余熱利用項目絕熱燃燒溫度可達1000℃以上。

▌焦化行業(yè)

以100萬噸/年干熄焦項目為例，若采用熔鹽儲能技術(shù)，項目儲能規(guī)模約為265MWht（8h），單個項目熔鹽儲能部分投資額約為1.2億元（煙氣熔鹽鍋爐，熔鹽儲能系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)）。按照火電煤耗（標準煤）每度電耗煤（標準煤）300g，年利用小時數(shù)8000h進行推算，項目建成投運每年可節(jié)約標準煤約2.8萬噸，按每千克標準煤產(chǎn)2.62千克CO2計，可實現(xiàn)碳減排約7.3萬噸，碳減排收益約683萬元。

▌工業(yè)硅行業(yè)

以20萬噸/年工業(yè)硅項目為例，若采用熔鹽儲能技術(shù)，項目規(guī)模約為2140MWht（8h），單個項目熔鹽儲能部分投資額約為5.5億元（煙氣熔鹽鍋爐，熔鹽儲能系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)）。項目建成投運每年可節(jié)約標準煤約20.6萬噸，可實現(xiàn)碳減排約53.9萬噸，碳減排收益約5040.4萬元，收益較為可觀。

▌高爐煤氣行業(yè)

按照平均每臺高爐煤氣余熱鍋爐可以支撐50MW汽輪發(fā)電進行估算，若采用熔鹽儲能替代常規(guī)余熱鍋爐，單臺項目熔鹽儲能規(guī)模1000MWht（8h）（搭配100MW汽輪機組），單臺項目的熔鹽儲能部分投資額約為3億元（煙氣熔鹽鍋爐，熔鹽儲能系統(tǒng)，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)）。項目建成投運每年可節(jié)約標準煤約10.4萬噸，可實現(xiàn)碳減排約27.2萬噸，碳減排收益約2545.4萬元。

三、工業(yè)領(lǐng)域脫碳案例分析

▌鋼鐵煤氣發(fā)電配套熔鹽儲能

●運行模式

鋼鐵煤氣發(fā)電配套熔鹽儲能的運行模式，在用電低谷期間（8h）將部分煤氣能量儲存在熔鹽儲能系統(tǒng)中，在用電高峰時（8h）將此部分能量釋放，產(chǎn)生蒸汽（主蒸汽及再熱蒸汽）進入汽輪發(fā)電機組進行發(fā)電。

●參考設(shè)計規(guī)模和工程靜態(tài)投資

熔鹽儲能項目相比于光熱項目建設(shè)工期更短，大概12個月左右，項目全系統(tǒng)熱效率（從煤氣熱值至蒸汽能量）為72%，主要熱損失集中于煤氣熔鹽爐排煙損失，可考慮通過煙氣處理裝置的回熱系統(tǒng)回收部分能量提高效率。

對應(yīng)系統(tǒng)方案設(shè)計為項目將配置2臺熱功率為30MWt的煤氣熔鹽加熱爐，400MWht的有效儲能容量，熔鹽用量約4865噸，整體規(guī)模對比常規(guī)光熱電站較小。

●經(jīng)濟性分析

本項目配套熔鹽儲能系統(tǒng)，儲能容量為473MWht，對應(yīng)總投資經(jīng)測算約為1.68億元。年耗煤氣量23189.4萬Nm3，煤氣指的是高爐煤氣，熱值較低。年總發(fā)電量6184萬kWh，每年增加收益5405萬元。整個項目的回收年限與一般電力項目相比，回收期較短，約為3.1年。

●碳減排分析

在用電低谷期間將部分煤氣能量儲存在熔鹽儲能系統(tǒng)中，為新能源發(fā)電讓出上網(wǎng)空間；在用電高峰期，自身汽輪機頂峰發(fā)電，盡可能減少電網(wǎng)購電。項目每年可促進新能源消納電量約1.56億kWh，可節(jié)約標準煤約4.7萬噸，可實現(xiàn)碳減排約12.3萬噸，若考慮碳減排收益，根據(jù)8月份CCER和綠證交易數(shù)據(jù)，碳減排收益約1117.7萬元。

▌干熄焦熔鹽儲能示范項目

隨著電網(wǎng)峰谷電價差拉大/電力現(xiàn)貨價格峰谷差增大，擬通過熔鹽儲能技術(shù)將谷電時段干熄焦煙氣余熱進行儲存，并于高峰時段放出，實現(xiàn)能量的儲存平移（谷電平移到峰電）。余熱鍋爐主要分成兩段，高溫余熱煙氣段通過熔鹽進行儲能，低溫煙氣段通過除鹽水進行儲能。

●參考設(shè)計規(guī)模和工程靜態(tài)投資

對應(yīng)140噸/h的干熄焦項目，可勝技術(shù)設(shè)計了整套項目方案：干熄焦余熱熔鹽鍋爐的熱功率約為64MWt，熔鹽的有效儲能容量約為403WMh，熔鹽用量大概4104噸，蒸汽發(fā)生系統(tǒng)熱功率是77MWt，蒸汽參數(shù)是9.8MPa/540℃，配置發(fā)電功率為32MW的汽輪發(fā)電機組。

●經(jīng)濟性分析

本項目通過干熄焦余熱熔鹽鍋爐系統(tǒng)消納高溫惰性氣體的熱量，將低谷段的熱量平移到高峰和尖峰時段，通過汽輪機組將儲存的熱能轉(zhuǎn)化為電能參與電力市場的現(xiàn)貨交易，在電力現(xiàn)貨高價電時段發(fā)電獲取經(jīng)濟收益。初步估算平時段電價約為0.64元/kWh，峰時段電價約為0.86元/kWh，平均電價為0.74元/kWh，年均總收入約為12046萬元/年，回收年僅1.73年，加上一年建設(shè)期，整體經(jīng)濟性良好。未來隨著現(xiàn)貨交易峰谷價差進一步拉大，經(jīng)濟性將更優(yōu)。

四、可勝技術(shù)的核心技術(shù)和案例運行表現(xiàn)

▌熔鹽儲能相關(guān)專利及標準

可勝技術(shù)申請熔鹽儲能相關(guān)專利54項，授權(quán)專利40項，覆蓋熔鹽儲能涉及設(shè)備（電加熱器、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、儲罐）、工藝（化鹽系統(tǒng)、運行方法、儲熱系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、疏鹽系統(tǒng)等）、設(shè)計等。

另外，可勝技術(shù)編制熔鹽儲能技術(shù)相關(guān)標準8項，其中，參與編制國際標準1項，牽頭編制國家標準2項，參與編制國家標準2項。

▌可勝技術(shù)熔鹽儲能的核心能力

通過十余年的技術(shù)攻關(guān)和工程實踐，可勝技術(shù)開發(fā)了一整套基于大規(guī)模寬溫域熔鹽儲能系統(tǒng)的解決方案，涵蓋熔鹽儲能系統(tǒng)工藝、系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備自主設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)備集成與供貨等，培養(yǎng)了一支集技術(shù)研發(fā)、工程設(shè)計、施工管理、儲能調(diào)試及運維于一體的技術(shù)人才隊伍，可以為熔鹽儲能項目提供高可靠性的產(chǎn)品和技術(shù)服務(wù)。

1、大容量高溫熔鹽儲能工藝：

大容量、安全可靠、低成本、高品位能量存儲；滿足間歇式運行、快速頻繁啟停、寬范圍內(nèi)快速變負荷的需求；解決凍堵、超溫、泄露、負荷不穩(wěn)定等問題，系統(tǒng)運行可靠性高。

2、系統(tǒng)關(guān)鍵設(shè)備自主設(shè)計：

掌握高可靠性的熔鹽儲罐詳細方案設(shè)計技術(shù)；具備熔鹽換熱器、熔鹽泵、熔鹽閥門、熔鹽電伴熱等關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計優(yōu)化能力；委托長期合作優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商進行制造。

3、系統(tǒng)設(shè)備集成與供貨：

整合集成各領(lǐng)域最優(yōu)資源：高效高壓電加熱器設(shè)備；高效低成本的儲罐設(shè)備（短軸泵低位罐方案）；寬參數(shù)快速變負荷蒸汽發(fā)生系統(tǒng)-與廠家深度合作；熔鹽泵、閥與廠家深度合作共同開發(fā)；DCS與廠家（CMMI5級最高等級）深度合作。

4、定制化開發(fā)的運行控制策略：

針對不同應(yīng)用場景定制化開發(fā)控制策略；結(jié)合設(shè)備特性和用戶需求制定的啟?？刂撇呗裕踩?、高效、變負荷響應(yīng)迅速，滿足多種用能需求，適應(yīng)頻繁變化；匹配定制完善的系統(tǒng)聯(lián)鎖和保護策略，防止出現(xiàn)熔鹽凍堵、超溫、爆管等異常工況。

▌熔鹽儲能應(yīng)用案例

可勝技術(shù)的核心技術(shù)團隊具備設(shè)備選材、設(shè)計、制造管理、安裝管理、調(diào)試和運行的全流程工程能力和經(jīng)驗，并經(jīng)過了多個試驗、中試、商業(yè)化項目的鍛煉和檢驗。

以上是可勝技術(shù)已執(zhí)行或在執(zhí)行的項目，其中，中控德令哈10MW、50MW項目已投運多年，目前在執(zhí)行的是熔鹽用量2萬噸、儲能容量2000MWh級別的項目——金塔100MW項目、魯能阜康100MW項目，均配備電加熱器，其中金塔項目熔鹽罐采用的是低位罐/短軸泵方案。

▌德令哈50MW電站運行表現(xiàn)

德令哈50MW光熱項目應(yīng)該是國內(nèi)光熱項目中運維水平最高的，電站設(shè)計年發(fā)電量1.46億kWh，2022年度發(fā)電量達1.464億kWh，是全球首個達產(chǎn)的塔式熔鹽儲能光熱電站；2023年度發(fā)電量達1.524億kWh，發(fā)電量比2022年度進一步提高4.13%，連續(xù)兩年發(fā)電量超過設(shè)計值。

▌總結(jié)

目前，熔鹽儲能除了在光熱領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，在火電靈活性改造和工業(yè)園區(qū)供能領(lǐng)域，都已經(jīng)有了實際的應(yīng)用案例。

可勝技術(shù)的技術(shù)團隊具備設(shè)備選材、設(shè)計、制造管理、安裝管理、調(diào)試和運行的全流程工程能力和經(jīng)驗，并經(jīng)過了多個試驗、中試、商業(yè)化項目的鍛煉和檢驗。

可勝技術(shù)參與設(shè)計、安裝管理、調(diào)試和運行的第一批示范項目中的兩個項目，均實現(xiàn)了快速調(diào)試完成、一次性并網(wǎng)成功、較短時間通過240h連續(xù)試運，在后續(xù)長期的運行中，運行效果良好，發(fā)電量達成率高。