----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
為深入貫徹落實習近平總書記在二十大報告中提出,推動綠色發展,促進人與自然和諧共生指示精神,積極穩妥推進碳達峰碳中和,立足我國能源資源稟賦,堅持先立后破,有計劃分步驟實施碳達峰行動,深入推進能源革命,加強煤炭清潔高效利用,加快規劃建設新型能源體系,積極參與應對氣候變化全球治理。
隨著以風電、光伏為代表的新能源高速發展,在構建新型能源體系中發揮越來越重要的作用。圍繞新能源發展的難點、堵點問題,突出表現在電力系統對大規模高比例新能源接網消納的適應性不足、全社會綠色消費意識不強、新能源與其他領域融合發展不夠等方面,新時代新能源高比例、高質量發展促進構建新型能源體系建設。
利用熔鹽熱能儲存發電也是一種電力儲存技術。其基本概念是當可再生能源導致電力過剩時,將電能轉化為熱能,以熱能的形式暫時儲存起來,優先提供穩定蒸汽為工業企業提供清潔綠色低碳熱源,也可以在電力需求增加時,需要時再轉化為電能供應電力頂峰和爬坡,實現可再生能源儲能調峰能力。

圖1風電光伏耦合熔鹽儲能供熱和發電示范(網絡圖片)
化學儲能電池的合適規模是中小儲能容量(最高100MW),儲電時間最長為幾小時。熔鹽熱能存儲、抽水蓄能和氫能存儲能夠存儲比電池更大的容量(100-1000MW)。抽水蓄能夜間剩余電的可用存儲時間估計為數小時至數天,熱能存儲為數小時至數天,氫儲能為數天至數周。熔鹽儲熱、抽水蓄能和儲氫被認為適合長期儲存大量電力。另一方面,存在抽水蓄能大壩建設場地難以獲得、氫氣成本高的擔憂等問題,因為該技術仍處于開發階段。同時,利用熱能儲存發電具有良好的特點:其系統能夠長期儲存大量電力,并且可以利用現有技術建造,同時具有適度的地域限制,最大的優勢就是可以實現燃煤燃氣鍋爐的綠色電能替代,為實現碳達峰碳中和目標愿景,特別是工業蒸汽園區用戶的低碳發展提供新舊動能轉換。
在顯熱儲熱方面,熔鹽儲熱已經在聚光太陽能發電中得到實際應用。用于蓄熱的熔鹽常采用硝酸鈉(60%)和硝酸鉀(40%)的混合物。

圖2光伏電站耦合熔鹽儲能供熱和發電示意圖(網絡圖片)
作為未來超大規模風電、光伏電站大規模存儲系統的可行應用,圖2顯示了熔鹽儲能與光伏電站共置的典型示意圖。必須注意的是,實際占地面積(100MWe x 8hrs=800MWhe)占集裝箱式化學儲能鋰離子電池土地面積的三分之一,與電源轉換器堆疊(即電-熱-電范圍)。
由于風光等新能源具有隨機性和波動性特點,無法獨立支撐用電負荷穩定運行需求,在風光大規模、高比例發展的同時,必須相應配置消納、儲能和調峰能力,尤其是近中期需要充分發揮煤電機組的調峰調頻等支撐作用。以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點建設大型風電光伏基地,無論是本地消納還是外送消納,目前條件下離不開煤電的支撐。
為確保沙漠、戈壁、荒漠化地區風電光伏基地高效利用,需要堅持源、網、荷協同發展,明確項目利用率及消納方向,推動新能源與其他電源、儲能協調建設,實現沙漠、戈壁、荒漠化地區為重點的大型風電光伏基地與配套電網、消納、儲能及分布式調相機同步規劃、同步建設、同步投運。推動煤炭和新能源優化組合既是我國能源發展目標和現實結合的需要,也是風光新能源技術特點和發展階段的客觀要求。

圖3風電光伏熔鹽儲能供熱示意圖(網絡圖片)
綜合考慮工業園區燃煤、燃氣鍋爐的關停,可再生能源清潔供熱替代、新能源低碳電能替代、北方地區清潔供暖等多形式多模式本地化消納,是促進地方經濟發展實現碳排放雙控目標有效措施。新能源增長和化石能源的減少,通過熔鹽儲能實現增減掛鉤,每增加200MW風電光伏配套熔鹽儲能,可有效替代50t/h燃煤燃氣鍋爐的綠色電能替代,實現園區清潔化、低碳化、綠色化新舊動能轉換。
典型案例:
為構建新能源+產業的就地消納綠色發展模式,內蒙古電投能源股份有限公司(簡稱“公司”)擬注冊成立子公司開魯電投智慧能源有限公司開展內蒙古通遼開魯生物醫藥開發區源網荷儲一體化及園區綠色供電項目。
開魯生物醫藥開發區源網荷儲一體化項目由電規總院規劃設計,電源側規劃建設400兆瓦風電、150兆瓦集中式光伏,負荷側規劃建設400兆瓦電加熱熔鹽儲熱系統、配套建設220千伏變電站,園區供熱系統、一體化調度平臺,項目總投資42.6億元。
落實2030年前碳達峰行動方案技術,推進熔鹽儲能供熱和發電示范應用,以可再生能源熔鹽儲能消納儲能供熱源網荷儲一體化示范應用,實現園區新能源增長和化石能源減少熔鹽儲能增減掛鉤,綠色電能替代燃煤燃氣鍋爐碳排放雙控,為園區構建新型能源體系實現新舊動能轉換新時代高質量發展目標。
