低价谷电储热技术助力百亿级清洁供暖市场蓬勃发展
在“十四五”期间,国内将释放百亿级火电灵活性改造市场,蓄热调峰技术方案作为其中的一种主要技术路线,有望得到更大规模的推广应用。
在“十四五”期间,国内将释放百亿级火电灵活性改造市场,蓄热调峰技术方案作为其中的一种主要技术路线,有望得到更大规模的推广应用。
1、改造势在必行
截至今年4月底,全国全口径发电装机容量约24.1亿千瓦,同比增长7.9%。可再生能源发电装机容量11.0亿千瓦,同比增长14.9%,占总装机容量的45.5%,高速增长的新能源发电出力的随机性、波动性和间歇性对于大规模并网提出挑战,对于电网调峰和消纳能力提出高要求。
我国发电装机构成中,抽水蓄能、燃气发电等灵活调节电源装机占比不到6%,“三北”地区新能源富集,风电、太阳能发电装机分别占全国的72%、61%,但灵活调节电源不足3%,调节能力先天不足。比较而言,欧美等国灵活电源比重较高,西班牙、德国、美国占比分别为34%、18%、49%。
对比各类灵活调节电源,抽水蓄能电站受站址资源和建设工期限制,气电受气源气价约束,发展规模有限,现阶段储能技术受制于经济性、安全性,尚不具备大规模商业化应用条件。而火电灵活性改造成本优势明显,据中电联的数据,煤电灵活性改造单位千瓦调峰容量成本约在500元-1500元之间,低于抽水蓄能、气电、储能电站等其他系统调节手段。
如上图所示,未来,新能源和灵活性火电机组的配合,可帮助实现新电力系统的整体平稳运行。
2、市场空间有多大?
2021年11月,国家发改委发布《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》,提出进一步提升煤电机组清洁高效灵活性水平,存量煤电机组灵活性改造应改尽改,“十四五”期间完成2亿千瓦,增加系统调节能力3000-4000万千瓦,促进清洁能源消纳。
火电机组间改造投资差异明显,不同机组特征、改造目标、燃料特性等条件都将带来改造投资的巨大差别,一般来说,在不包括储能设备的情况下,改造投资通常在30-90元/kW,最小出力可降至20%-40%。按此测算,十四五”期间火电灵活性改造市场空间至少约60-180亿元。
3、储热技术的削峰填谷优势明显
我国火电灵活性改造的核心目标是充分响应电力系统的波动性变化,实现降低最小出力、快速启停、快速升降负荷三大目标,其中降低最小出力,即增加调峰能力是目前最为广泛和主要的改造目标。
提高火电的深度调峰能力主要包括三个路径:提高锅炉侧锅炉低负荷稳燃能力;实现汽轮机侧机组供热工况热电解耦;提高机组主辅机及其环保装置在低负荷下的设备适应性。由此也产生了多种技术路线。
这其中,采用蓄热式电锅炉技术在实现热电解耦、深度调峰上优势明显。特别是针对热电联产机组,蓄热装置已经成为基本配置,利用蓄热装置及供热系统的储热特性,实现热电联产运行方式的改善和灵活性的提升效益明显,蓄热式电锅炉调峰方案目前有两种主流的方案配置。
而目前正在建设的电厂储能蓄热调峰供热项目,成功投运后有望打开蓄热调峰的市场空间。在该项目的催化下,目前已有多个项目在考虑技术方案时将熔盐方案作为可选项之一。统计目前已建成的火电灵活性改造项目,其中有约50%采用了蓄热调峰方案。以此比例,“十四五”期间预计将有约1亿千瓦装机采用蓄热技术改造。
4、深耕储能蓄热市场
在电蓄热调峰领域,在电极锅炉+水蓄热调峰领域,在熔盐储能调峰市场,总体来看,蓄热解决方案参与火电灵活性改造在技术上并无障碍,影响其推广的主要因素在于项目的经济性,而经济性则取决于调峰辅助服务市场的建立健全。发改委印发的《全国煤电机组改造升级实施方案》也已明确,加快健全完善辅助服务市场机制,使参与灵活性改造制造的调峰机组获得相应收益。
各级政府相继出台清洁供暖财政补贴政策,居民实施清洁采暖可享受优惠电价(例如,新疆、青海下辖多个地区谷电只需0.09元/度),家用电和取暖电价分开等,天帅智能科技有效利用每天的7小时低价谷电时段进行储热,就可全天24小时持续供暖,剩余17小时不需用电,只是通过储热体内的热量进行供暖,省去了17小时平电与峰电的高额电费,大幅降低了清洁采暖运行成本。
在国家碳中和政策的推动下,相变储能蓄热清洁采暖迎来了发展的春天,天帅智能科技技术团队攻克技术难关,与高校合作研发相变储能材料,结合多项专利技术,全新研发出了低成本相变储热供暖设备,利用低价的谷电储热,峰电时高效率持续供暖,提升能源利用率的同时,大大降低了运营成本,解决了广大民众冬季高成本取暖的难题。