開辟煤電機組提升調峰和供熱能力新路徑
我國最大“煤電+熔鹽”儲能項目投產
8月30日，由國家能源集團安徽公司宿州電廠建設，國家能源集團新能源技術研究院自主研發的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。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、國家首批綠色低碳先進技術示范項目，為貫徹落實國家“雙碳”戰略、加快推進新型電力系統建設提供了有益探索，也為煤電機組大幅度提高調峰和供熱能力開辟了全新路徑。
隨著新能源占比不斷提高、電力系統調峰壓力持續加大，煤電仍是非常重要的靈活性調峰電源。而傳統煤電機組為了滿足對外供熱參數的需求，在低谷時段難以降低發電負荷，在高峰時段也無法滿負荷發電，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，現有的兩臺裝機35萬千瓦火電機組，肩負發電和供熱的雙重任務。在“雙碳”目標的深入推進下，火電機組調峰和啟停變得更加頻繁，發電和供熱就像是“蹺蹺板”一樣難以平衡，頻繁的負荷調整會導致蒸汽供應波動，這對電廠發電和供熱的穩定性帶來很大影響。
怎樣既能保障原有供熱又可以增強火電調峰能力成為電廠轉型的必然選擇。
熔鹽是指熔融態下的液體鹽，具有高沸點、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點。熔鹽儲熱技術的引入，相當于為傳統熱電聯產機組外接一個“儲熱寶”。在機組調峰壓力較小時，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峰，實現頂尖峰滿發或壓低谷調峰。“閑時儲熱，忙時供熱”，提升了機組的調節靈活性，解決了煤電機組供熱、供電難以兼顧的問題。
經過多次評估 ，2022年宿州電廠向國能安徽公司提出建設熔鹽儲熱項目的申請，2023年5月，項目獲國家能源集團立項批復，2024年3月，項目正式開建。
國家能源集團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相結合的清潔、高效、環保的新型儲能方式，具有響應速度快、壽命長、維護成本低等諸多優點，解決了供熱機組常規改造方案只能'壓低谷'，不能'頂尖峰'的難題，還有助于提升新能源消納能力，相當于給傳統火電裝上了智能調節器。這對我國能源結構轉型、構建新型電力系統和改善大氣環境質量起到積極推動作用。”
宿州電廠副總經理倪宏寧介紹，項目采用390攝氏度高溫和190攝氏度低溫兩個熔鹽儲罐進行儲熱，設計儲熱容量為1000兆瓦時。運行時，可在電網低谷時段，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進行儲存能量，而在用電高峰、煤電機組頂峰出力和深度調峰時再進行釋放能量，這樣一來，不僅解決了機組調峰出力與供熱之間的矛盾，還提高了電網的穩定性。
據測算，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%，可以滿足當地40多家工商業企業用熱需求。
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峰能力，熔鹽系統儲放熱40次，增發電量1億千瓦時，減少碳排放量2.5萬噸，未因為熱力供應而造成機組出力受限，有效保障了電力穩定供應，發揮了關鍵作用。
“以前迎峰度夏期間，能源局和用戶都會來找我們協調，確保熱電穩定供應，今年沒人來找了！”吳德偉笑著說。
據國家能源集團新能源技術研究院儲能中心副主任金翼介紹， 新能源技術研究院歷經三年多，攻克了多項關鍵核心技術，形成了完全自主知識產權的核心技術。
一是利用大容量熔鹽儲熱技術，大幅提升機組熱電解耦能力，向上和向下調節能力各提高20%，在保障供熱的前提下，拓展原機組調峰能力從50%-80%到30%-100%額定發電負荷，實現“壓低谷，頂尖峰”雙向調峰。同時在壓低谷工況，保持鍋爐高負荷運行，保證設備運行安全。二是首次利用蒸汽冷凝相變換熱加熱熔鹽，實現大容量儲熱。三是熔鹽儲熱與機組熱力系統深度耦合，通過蒸汽儲熱-熔鹽放熱與機組供熱多效融合，實現熱能的梯級利用，儲熱-放熱系統整體效率83.4%。四是開發機組與儲熱耦合系統機-爐-熱協同控制技術，實現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14.7億千瓦的規模計算，其中熱電機組約占一半，如果使用熔鹽儲熱技術，將額外增加機組裝機容量20%的調節能力，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消納的新能源的話，可以減少棄風棄光6億度電，假設全年運行330天，一年就能額外增加1980億度綠電消納。
國家能源集團新能源技術研究院董事長褚景春表示：“宿州熔鹽儲熱項目儲熱設計容量首次達到吉瓦時級，是目前國內規模最大的煤電機組耦合熔鹽儲熱項目，是國家能源集團踐行能源革命、推動綠色低碳發展的標志性工程，項目通過自主創新的核心技術，成功破解了熱電聯產機組調峰受限的行業難題，安全、高效、經濟、長時等關鍵指標樹立了行業標桿。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、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。”（記者 吳莉）
轉自：中國能源報
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