中國儲能網(wǎng)訊：8月30日，由國家能源集團(tuán)安徽公司宿州電廠建設(shè)，國家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院自主研發(fā)的1000兆瓦時全國最大“煤電+熔鹽”儲能項目完成168小時試運行，正式投產(chǎn)。這是全國首臺套吉瓦時級煤電熔鹽儲換熱成套裝備及控制系統(tǒng)、國家首批綠色低碳先進(jìn)技術(shù)示范項目，為貫徹落實國家“雙碳”戰(zhàn)略、加快推進(jìn)新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供了有益探索，也為煤電機組大幅度提高調(diào)峰和供熱能力開辟了全新路徑。
隨著新能源占比不斷提高、電力系統(tǒng)調(diào)峰壓力持續(xù)加大，煤電仍是非常重要的靈活性調(diào)峰電源。而傳統(tǒng)煤電機組為了滿足對外供熱參數(shù)的需求，在低谷時段難以降低發(fā)電負(fù)荷，在高峰時段也無法滿負(fù)荷發(fā)電，形成了“以熱定電”的困局。
始建于1958年的宿州電廠，是典型的城市熱電廠，現(xiàn)有的兩臺裝機35萬千瓦火電機組，肩負(fù)發(fā)電和供熱的雙重任務(wù)。在“雙碳”目標(biāo)的深入推進(jìn)下，火電機組調(diào)峰和啟停變得更加頻繁，發(fā)電和供熱就像是“蹺蹺板”一樣難以平衡，頻繁的負(fù)荷調(diào)整會導(dǎo)致蒸汽供應(yīng)波動，這對電廠發(fā)電和供熱的穩(wěn)定性帶來很大影響。
怎樣既能保障原有供熱又可以增強火電調(diào)峰能力成為電廠轉(zhuǎn)型的必然選擇。
熔鹽是指熔融態(tài)下的液體鹽，具有高沸點、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點。熔鹽儲熱技術(shù)的引入，相當(dāng)于為傳統(tǒng)熱電聯(lián)產(chǎn)機組外接一個“儲熱寶”。在機組調(diào)峰壓力較小時，用蒸汽加熱熔鹽，將熱量儲存至“儲熱寶”；在用電高峰期、低谷期時，利用“儲熱寶”對外供熱，支撐機組全力參與調(diào)峰，實現(xiàn)頂尖峰滿發(fā)或壓低谷調(diào)峰。“閑時儲熱，忙時供熱”，提升了機組的調(diào)節(jié)靈活性，解決了煤電機組供熱、供電難以兼顧的問題。
經(jīng)過多次評估 ，2022年宿州電廠向國能安徽公司提出建設(shè)熔鹽儲熱項目的申請，2023年5月，項目獲國家能源集團(tuán)立項批復(fù)，2024年3月，項目正式開建。
國家能源集團(tuán)安徽公司宿州電廠董事長吳德偉說，“火電機組與熔鹽儲熱技術(shù)相結(jié)合的清潔、高效、環(huán)保的新型儲能方式，具有響應(yīng)速度快、壽命長、維護(hù)成本低等諸多優(yōu)點，解決了供熱機組常規(guī)改造方案只能‘壓低谷’，不能‘頂尖峰’的難題，還有助于提升新能源消納能力，相當(dāng)于給傳統(tǒng)火電裝上了智能調(diào)節(jié)器。這對我國能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、構(gòu)建新型電力系統(tǒng)和改善大氣環(huán)境質(zhì)量起到積極推動作用?！?
宿州電廠副總經(jīng)理倪宏寧介紹，項目采用390攝氏度高溫和190攝氏度低溫兩個熔鹽儲罐進(jìn)行儲熱，設(shè)計儲熱容量為1000兆瓦時。運行時，可在電網(wǎng)低谷時段，火電機組仍在正常運行的情況下，抽取一部分蒸汽輸送到熔鹽儲罐內(nèi)進(jìn)行儲存能量，而在用電高峰、煤電機組頂峰出力和深度調(diào)峰時再進(jìn)行釋放能量，這樣一來，不僅解決了機組調(diào)峰出力與供熱之間的矛盾，還提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性。
據(jù)測算，該項目每年可消納新能源約1.28億千瓦時，折算每年減少3.2萬噸標(biāo)煤使用量、減少碳排放量約8.5萬噸，同時，每年可增加供熱能力220萬噸，最大供熱能力提高到原有的173%，可以滿足當(dāng)?shù)?0多家工商業(yè)企業(yè)用熱需求。
以今年迎峰度夏為例，熔鹽儲熱項目試運行有效提升了火電機組調(diào)峰能力，熔鹽系統(tǒng)儲放熱40次，增發(fā)電量1億千瓦時，減少碳排放量2.5萬噸，未因為熱力供應(yīng)而造成機組出力受限，有效保障了電力穩(wěn)定供應(yīng)，發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
“以前迎峰度夏期間，能源局和用戶都會來找我們協(xié)調(diào)，確保熱電穩(wěn)定供應(yīng)，今年沒人來找了！”吳德偉笑著說。
據(jù)國家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院儲能中心副主任金翼介紹， 新能源技術(shù)研究院歷經(jīng)三年多，攻克了多項關(guān)鍵核心技術(shù)，形成了完全自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。
一是利用大容量熔鹽儲熱技術(shù)，大幅提升機組熱電解耦能力，向上和向下調(diào)節(jié)能力各提高20%，在保障供熱的前提下，拓展原機組調(diào)峰能力從50%-80%到30%-100%額定發(fā)電負(fù)荷，實現(xiàn)“壓低谷，頂尖峰”雙向調(diào)峰。同時在壓低谷工況，保持鍋爐高負(fù)荷運行，保證設(shè)備運行安全。二是首次利用蒸汽冷凝相變換熱加熱熔鹽，實現(xiàn)大容量儲熱。三是熔鹽儲熱與機組熱力系統(tǒng)深度耦合，通過蒸汽儲熱-熔鹽放熱與機組供熱多效融合，實現(xiàn)熱能的梯級利用，儲熱-放熱系統(tǒng)整體效率83.4%。四是開發(fā)機組與儲熱耦合系統(tǒng)機-爐-熱協(xié)同控制技術(shù)，實現(xiàn)供熱機組靈活高效運行。
金翼還給記者算了一筆賬，按照目前我國火電裝機14.7億千瓦的規(guī)模計算，其中熱電機組約占一半，如果使用熔鹽儲熱技術(shù)，將額外增加機組裝機容量20%的調(diào)節(jié)能力，大約是1.5億千瓦，按照每天4小時儲能時間計算，能夠存儲6億度電，如果全部用來存儲無法上網(wǎng)消納的新能源的話，可以減少棄風(fēng)棄光6億度電，假設(shè)全年運行330天，一年就能額外增加1980億度綠電消納。
國家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院董事長褚景春表示：“宿州熔鹽儲熱項目儲熱設(shè)計容量首次達(dá)到吉瓦時級，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的煤電機組耦合熔鹽儲熱項目，是國家能源集團(tuán)踐行能源革命、推動綠色低碳發(fā)展的標(biāo)志性工程，項目通過自主創(chuàng)新的核心技術(shù)，成功破解了熱電聯(lián)產(chǎn)機組調(diào)峰受限的行業(yè)難題，安全、高效、經(jīng)濟、長時等關(guān)鍵指標(biāo)樹立了行業(yè)標(biāo)桿。不僅直接賦能宿州熱電的靈活運行，更對盤活全國龐大的煤電存量資產(chǎn)、支撐高比例新能源消納、保障能源安全具有重大的示范意義和推廣價值。”
