----熔鹽儲能供熱和發電促進風電光伏消納電網調峰工業園區低碳綠色清潔供熱高質量發展
為深(shen)入貫徹落實習近平總書記在二十大報告中(zhong)提出,推(tui)動綠色發展,促進人(ren)與(yu)自(zi)然和諧共生指示精神,積(ji)極穩妥推(tui)進碳(tan)達(da)峰(feng)碳(tan)中(zhong)和,立(li)(li)足(zu)我國(guo)能(neng)源資源稟賦(fu),堅持先立(li)(li)后破,有計(ji)劃分步驟實施碳(tan)達(da)峰(feng)行動,深(shen)入推(tui)進能(neng)源革(ge)命,加(jia)強煤炭清潔高(gao)效(xiao)利用,加(jia)快規劃建設(she)新型(xing)能(neng)源體系,積(ji)極參與(yu)應對氣(qi)候變(bian)化全球(qiu)治理。
隨著以(yi)風電、光伏(fu)為(wei)代(dai)表的新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源高(gao)速發(fa)(fa)(fa)展,在構建(jian)(jian)新(xin)(xin)(xin)型能(neng)(neng)源體系中發(fa)(fa)(fa)揮越來越重要的作(zuo)用。圍繞(rao)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源發(fa)(fa)(fa)展的難點、堵點問題(ti),突出(chu)表現在電力系統對(dui)大規模高(gao)比例新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源接網消納的適應性不(bu)足、全社會綠色消費意識(shi)不(bu)強、新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源與其他領(ling)域融合發(fa)(fa)(fa)展不(bu)夠(gou)等方面,新(xin)(xin)(xin)時(shi)代(dai)新(xin)(xin)(xin)能(neng)(neng)源高(gao)比例、高(gao)質量發(fa)(fa)(fa)展促(cu)進構建(jian)(jian)新(xin)(xin)(xin)型能(neng)(neng)源體系建(jian)(jian)設(she)。
利用熔鹽熱能(neng)儲存(cun)發電(dian)(dian)(dian)也是(shi)一種電(dian)(dian)(dian)力儲存(cun)技術。其基本(ben)概念是(shi)當可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)導致(zhi)電(dian)(dian)(dian)力過(guo)剩時(shi),將電(dian)(dian)(dian)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為熱能(neng),以熱能(neng)的(de)形式暫時(shi)儲存(cun)起(qi)來(lai),優先提供(gong)穩定蒸(zheng)汽為工業(ye)企業(ye)提供(gong)清(qing)潔(jie)綠色(se)低碳熱源(yuan)(yuan),也可(ke)(ke)以在電(dian)(dian)(dian)力需(xu)(xu)求增加時(shi),需(xu)(xu)要時(shi)再轉(zhuan)化(hua)為電(dian)(dian)(dian)能(neng)供(gong)應電(dian)(dian)(dian)力頂峰和爬坡,實(shi)現可(ke)(ke)再生(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)儲能(neng)調峰能(neng)力。
圖1風(feng)電(dian)光(guang)伏耦(ou)合熔鹽儲(chu)能(neng)供熱(re)和(he)發電(dian)示范(網絡(luo)圖片)
化學(xue)儲(chu)能電(dian)(dian)池的合(he)適規模是(shi)中(zhong)小(xiao)(xiao)儲(chu)能容量(最高100MW),儲(chu)電(dian)(dian)時(shi)間最長(chang)為(wei)(wei)(wei)幾小(xiao)(xiao)時(shi)。熔鹽熱(re)(re)能存(cun)(cun)(cun)儲(chu)、抽水(shui)蓄能和(he)氫(qing)(qing)(qing)能存(cun)(cun)(cun)儲(chu)能夠存(cun)(cun)(cun)儲(chu)比電(dian)(dian)池更大(da)的容量(100-1000MW)。抽水(shui)蓄能夜間剩余電(dian)(dian)的可用(yong)存(cun)(cun)(cun)儲(chu)時(shi)間估計(ji)為(wei)(wei)(wei)數(shu)小(xiao)(xiao)時(shi)至(zhi)數(shu)天(tian),熱(re)(re)能存(cun)(cun)(cun)儲(chu)為(wei)(wei)(wei)數(shu)小(xiao)(xiao)時(shi)至(zhi)數(shu)天(tian),氫(qing)(qing)(qing)儲(chu)能為(wei)(wei)(wei)數(shu)天(tian)至(zhi)數(shu)周。熔鹽儲(chu)熱(re)(re)、抽水(shui)蓄能和(he)儲(chu)氫(qing)(qing)(qing)被認為(wei)(wei)(wei)適合(he)長(chang)期(qi)儲(chu)存(cun)(cun)(cun)大(da)量電(dian)(dian)力(li)。另一方面,存(cun)(cun)(cun)在抽水(shui)蓄能大(da)壩(ba)建設(she)場地(di)難以獲得、氫(qing)(qing)(qing)氣成本高的擔憂等問(wen)題,因為(wei)(wei)(wei)該技(ji)術仍處(chu)于開發(fa)階段(duan)。同時(shi),利(li)用(yong)熱(re)(re)能儲(chu)存(cun)(cun)(cun)發(fa)電(dian)(dian)具(ju)有(you)(you)良好的特(te)點:其系統能夠長(chang)期(qi)儲(chu)存(cun)(cun)(cun)大(da)量電(dian)(dian)力(li),并且可以利(li)用(yong)現(xian)有(you)(you)技(ji)術建造,同時(shi)具(ju)有(you)(you)適度(du)的地(di)域(yu)限制,最大(da)的優勢就(jiu)是(shi)可以實現(xian)燃煤燃氣鍋(guo)爐的綠(lv)色電(dian)(dian)能替代(dai),為(wei)(wei)(wei)實現(xian)碳(tan)達(da)峰碳(tan)中(zhong)和(he)目(mu)標愿(yuan)景,特(te)別是(shi)工業蒸汽(qi)園區用(yong)戶的低碳(tan)發(fa)展(zhan)提供新舊動能轉換。
在(zai)顯熱儲熱方面,熔鹽儲熱已經在(zai)聚光太陽能發電中得(de)到實際(ji)應用(yong)(yong)。用(yong)(yong)于(yu)蓄熱的熔鹽常采用(yong)(yong)硝(xiao)酸(suan)鈉(60%)和硝(xiao)酸(suan)鉀(40%)的混(hun)合物。
圖(tu)(tu)2光伏(fu)電站耦合熔鹽儲能供(gong)熱(re)和(he)發電示意(yi)圖(tu)(tu)(網絡圖(tu)(tu)片)
作為未來超(chao)大(da)規模風電(dian)、光(guang)伏電(dian)站大(da)規模存儲系統(tong)的可行應用,圖(tu)2顯示了(le)熔鹽儲能與光(guang)伏電(dian)站共置的典(dian)型(xing)示意圖(tu)。必(bi)須(xu)注意的是(shi),實際占地(di)面(mian)積(100MWe x 8hrs=800MWhe)占集(ji)裝箱式化學儲能鋰離子電(dian)池土地(di)面(mian)積的三(san)分之一,與電(dian)源轉換(huan)器(qi)堆疊(即電(dian)-熱-電(dian)范圍(wei))。
由于(yu)風(feng)光等(deng)新能源具有隨(sui)機(ji)性和波動性特(te)點(dian),無(wu)法獨立支撐(cheng)(cheng)用電負荷穩定運行需求,在風(feng)光大規模(mo)、高比例發展的同時(shi),必須相應配置消納、儲(chu)能和調峰(feng)能力,尤其是近中期需要(yao)充分(fen)發揮煤電機(ji)組(zu)的調峰(feng)調頻等(deng)支撐(cheng)(cheng)作(zuo)用。以(yi)沙漠(mo)(mo)、戈壁(bi)、荒漠(mo)(mo)地(di)區為(wei)重點(dian)建設大型(xing)風(feng)電光伏(fu)基地(di),無(wu)論是本(ben)地(di)消納還(huan)是外送消納,目前條(tiao)件(jian)下(xia)離不開(kai)煤電的支撐(cheng)(cheng)。
為確保沙漠(mo)、戈(ge)(ge)壁、荒漠(mo)化(hua)地區(qu)風電光(guang)伏基地高效利用(yong),需(xu)要堅持源、網、荷(he)協同(tong)發展,明確項(xiang)目(mu)利用(yong)率及消納方(fang)向,推(tui)動(dong)新能(neng)源與(yu)其他電源、儲能(neng)協調建設,實現沙漠(mo)、戈(ge)(ge)壁、荒漠(mo)化(hua)地區(qu)為重點(dian)的大型風電光(guang)伏基地與(yu)配套電網、消納、儲能(neng)及分布式(shi)調相機同(tong)步(bu)(bu)規劃、同(tong)步(bu)(bu)建設、同(tong)步(bu)(bu)投(tou)運。推(tui)動(dong)煤炭和(he)新能(neng)源優化(hua)組合既是(shi)我國(guo)能(neng)源發展目(mu)標(biao)和(he)現實結合的需(xu)要,也是(shi)風光(guang)新能(neng)源技術特點(dian)和(he)發展階段(duan)的客觀要求。
圖3風電光伏熔鹽(yan)儲(chu)能供熱示(shi)意(yi)圖(網絡圖片)
綜(zong)合考慮工業園區燃(ran)煤、燃(ran)氣鍋(guo)爐的關停(ting),可再生能(neng)(neng)源清(qing)(qing)潔(jie)(jie)供熱替代(dai)(dai)、新能(neng)(neng)源低(di)碳(tan)電能(neng)(neng)替代(dai)(dai)、北方地區清(qing)(qing)潔(jie)(jie)供暖等多形式多模(mo)式本地化消納,是(shi)促進地方經濟發展實(shi)現(xian)(xian)碳(tan)排放雙控目標有效措施。新能(neng)(neng)源增(zeng)長(chang)和化石能(neng)(neng)源的減少,通過熔(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng)實(shi)現(xian)(xian)增(zeng)減掛(gua)鉤(gou),每增(zeng)加(jia)200MW風電光伏配(pei)套熔(rong)鹽儲(chu)能(neng)(neng),可有效替代(dai)(dai)50t/h燃(ran)煤燃(ran)氣鍋(guo)爐的綠色電能(neng)(neng)替代(dai)(dai),實(shi)現(xian)(xian)園區清(qing)(qing)潔(jie)(jie)化、低(di)碳(tan)化、綠色化新舊(jiu)動能(neng)(neng)轉換(huan)。
典型案例:
為構建新能(neng)源+產(chan)業的就(jiu)地消納綠色發(fa)展模式,內蒙古(gu)電投能(neng)源股(gu)份(fen)有(you)(you)限公(gong)司(si)(簡稱(cheng)“公(gong)司(si)”)擬(ni)注冊成立子公(gong)司(si)開(kai)魯電投智慧能(neng)源有(you)(you)限公(gong)司(si)開(kai)展內蒙古(gu)通遼開(kai)魯生(sheng)物醫藥開(kai)發(fa)區源網荷儲一(yi)體(ti)化及園區綠色供電項目。
開魯生物醫藥開發區源(yuan)(yuan)網(wang)荷儲一體(ti)化項(xiang)目由(you)電規(gui)(gui)(gui)總(zong)院規(gui)(gui)(gui)劃設(she)(she)計,電源(yuan)(yuan)側規(gui)(gui)(gui)劃建設(she)(she)400兆瓦風電、150兆瓦集中式(shi)光(guang)伏(fu),負荷側規(gui)(gui)(gui)劃建設(she)(she)400兆瓦電加熱熔(rong)鹽(yan)儲熱系統(tong)、配(pei)套(tao)建設(she)(she)220千(qian)伏(fu)變(bian)電站,園區供熱系統(tong)、一體(ti)化調度平臺,項(xiang)目總(zong)投資42.6億元。
落(luo)實2030年前碳達峰行動方案(an)技(ji)術,推進熔鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)供(gong)熱(re)和發(fa)電示(shi)范應(ying)(ying)用(yong),以可再生能(neng)(neng)(neng)源熔鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)消納儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)供(gong)熱(re)源網荷儲(chu)(chu)一體化示(shi)范應(ying)(ying)用(yong),實現園區新能(neng)(neng)(neng)源增(zeng)長(chang)和化石能(neng)(neng)(neng)源減少熔鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)增(zeng)減掛鉤,綠色(se)電能(neng)(neng)(neng)替代(dai)燃煤(mei)燃氣鍋(guo)爐(lu)碳排放雙(shuang)控,為園區構建新型能(neng)(neng)(neng)源體系實現新舊動能(neng)(neng)(neng)轉換新時(shi)代(dai)高質量發(fa)展(zhan)目標。