大型固體電蓄熱鍋爐時代已到來~

2月28日，世界首臺大型26萬千瓦固體電蓄熱鍋爐在華電丹東金山熱電有限公司（簡稱金山熱電）剛一投運，就將這三個“最”收入囊中。

“在發(fā)電側(cè)安裝大型固體電蓄熱鍋爐，在全面提高了電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納能力的同時，又實現(xiàn)了清潔供暖，十分具有借鑒意義?！?月22日，國家能源局總工程師韓水在金山熱電調(diào)研時，對該項目給予了充分的肯定，“下一步這一技術(shù)有望在‘三北’地區(qū)進行大規(guī)模推廣。”

解決了冬季電網(wǎng)調(diào)峰難、風(fēng)電上網(wǎng)難問題

長期以來，我國電力市場建設(shè)緩慢，電價和發(fā)用電計劃由政府確定，雖然推動了電力供應(yīng)的持續(xù)增長，但也導(dǎo)致傳統(tǒng)電力粗放式發(fā)展、擴張式經(jīng)營模式與清潔可再生能源的矛盾日益尖銳，嚴重限制了水電、風(fēng)電和光伏發(fā)電的并網(wǎng)消納和持續(xù)健康發(fā)展。

“在‘三北’地區(qū)，由于燃煤熱電比例高，調(diào)峰電源建設(shè)條件差，冬季供暖期調(diào)峰困難，棄風(fēng)問題尤為嚴重?！眹译娋W(wǎng)遼寧省電力有限公司調(diào)度控制中心系統(tǒng)運行處處長葛延峰告訴記者，“遼寧冬季低谷時段，出于保供熱及保電網(wǎng)的安全需要，棄風(fēng)現(xiàn)象非常嚴重，2016年，遼寧省棄風(fēng)率已達到15%。”

為減小電網(wǎng)低谷調(diào)峰壓力，提高東北電網(wǎng)消納風(fēng)電、核電能力，緩解冬季熱、電之間的矛盾，2016年11月，國家能源局東北監(jiān)管局連續(xù)出臺了《東北電力輔助服務(wù)市場專項改革試點方案》《東北電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則（試行）》等系列文件，進一步激發(fā)火電機組參與深度調(diào)峰的積極性。

“這意味著，機組參與深度調(diào)峰的力度越大獲得的補償就越多。”吃過“深度調(diào)峰”虧的金山熱電總經(jīng)理魏寧最有發(fā)言權(quán)，“如果機組無法完成深度調(diào)峰要求，把負荷降下來，那么我們每發(fā)1千瓦時電不但得不到應(yīng)有的收益，反而還要承擔(dān)深度調(diào)峰機組的經(jīng)濟損失。2015~2016年供暖季我們就白白損失了將近千萬元的收入?！?/span>

不過，這個難題，隨著固體蓄熱電鍋爐的投運迅速得到了解決。

2016年11月，赫普熱力發(fā)展有限公司攜手青島特銳德電氣股份有限公司在“三北”地區(qū)投資建設(shè)固體電蓄熱輔助調(diào)峰鍋爐，金山熱電成為他們的首塊“試驗田”。

金山熱電固體電蓄熱鍋爐項目電源均采用66千伏電壓等級，蓄熱能力為26萬千瓦，供熱能力為7.2萬千瓦，可增加供熱面積約147萬平方米。項目主要在供熱期用電，于夜間負荷低谷時期運行，利用電能加熱蓄熱7小時（22時~5時），白天蓄熱裝置停止用電，僅靠蓄熱可以滿足白天供熱需求，提高24小時連續(xù)供熱能力。

“固體電蓄熱輔助調(diào)峰鍋爐是一種利用低谷電和棄風(fēng)電采取固體儲熱方式為熱網(wǎng)提供熱源，同時為電網(wǎng)提供可靠穩(wěn)定的調(diào)峰手段的新型設(shè)備。在預(yù)設(shè)的電網(wǎng)低谷和風(fēng)力發(fā)電的棄風(fēng)電時段，電蓄熱鍋爐投運進行電蓄能，電網(wǎng)低谷或風(fēng)力發(fā)電棄風(fēng)電時段結(jié)束時，電蓄熱鍋爐將高溫?zé)崮茌敵龅綗峋W(wǎng)，在機組故障情況下還可以為熱網(wǎng)提供備用安全保障?！焙掌諢崃偛眯觳ㄓ煤唵我锥恼Z言為記者解釋了固體電蓄熱輔助調(diào)峰鍋爐的工作原理，“簡單來說就是在夜間用電量較少時用棄風(fēng)電量給‘電鍋爐’加熱，需要供熱時再把電鍋爐儲存的熱能釋放出來。如此將夜間的‘余電’轉(zhuǎn)化為熱能，即降低了供熱能耗又利用了棄電，一舉兩得。”

“每當(dāng)深夜深度調(diào)峰指令下達時就是我們糾結(jié)的時候。為了保證冬季采暖需求，機組負荷只能維持在高位線上運行，根本履行不了深度調(diào)峰任務(wù)，只能眼睜睜地看著白花花的銀子從手上溜走，因為發(fā)得越多，罰得越厲害?！彪娦顭徨仩t未投運時，魏寧對于深度調(diào)峰可謂是十分頭疼，“供熱是民生工程，是發(fā)電企業(yè)重要的責(zé)任，我們只能犧牲經(jīng)濟效益。”

“原先，金山熱電2臺30萬千瓦機組需達到46萬千瓦才能保證供熱負荷?，F(xiàn)在，固體電蓄熱鍋爐項目投運后，金山熱電在保證供熱的同時上網(wǎng)電量趨近于零，每小時可減少上網(wǎng)電量26萬千瓦，為清潔能源發(fā)電提供了有利條件?！苯鹕綗犭娚疾侩姎鈱９埳俪筛嬖V記者。

“截至3月20日，金山熱電電蓄熱鍋爐累計用電量1952.5萬千瓦時，全年預(yù)計用電量3億千瓦時，相當(dāng)于電網(wǎng)全年可多接納新能源上網(wǎng)電量2.7億千瓦時。”魏寧向記者展示著新鮮出爐的數(shù)據(jù)。

“世界首臺、容量大、電壓等級高，金山熱電大型固體電蓄熱鍋爐的投運，標(biāo)志著大型固體電蓄熱鍋爐時代已到來。”徐波堅定地說。

“在發(fā)電側(cè)建設(shè)大功率固體電蓄熱調(diào)峰爐，利用發(fā)電機組電能轉(zhuǎn)換成熱能補充到熱網(wǎng)，可以實現(xiàn)燃煤火電機組在不降低出力的情況下，實現(xiàn)對電網(wǎng)的深度調(diào)峰，對于提高電力系統(tǒng)可再生能源消納能力有十分重要的意義。”對于大功率固體電蓄熱爐調(diào)峰的功效，特銳德公司總裁宋國峰非常自豪，“我們從技術(shù)層面到運營層面，把冬季電網(wǎng)調(diào)峰難、風(fēng)電上網(wǎng)難這個難題給解決了?！?/span>

“2月28日~3月31日，丹東項目投運的一個月，遼寧電網(wǎng)棄風(fēng)現(xiàn)象得到了有效緩解，棄風(fēng)率非常低?！备鹧臃灞硎?。

據(jù)記者了解，截至目前，赫普熱力與特銳德公司在“三北”地區(qū)投資建設(shè)的4臺共計118萬千瓦電蓄熱鍋爐全部投產(chǎn)運行，年消納棄風(fēng)電量可達到12.4億千瓦時。

是實現(xiàn)北方清潔取暖的關(guān)鍵熱源設(shè)備

當(dāng)前，國家對治理環(huán)境污染、改善大氣質(zhì)量的要求越來越嚴，通過新建燃煤鍋爐來解決供暖需求的傳統(tǒng)供暖方式，受到越來越大的政策剛性約束和環(huán)境壓力。

3月5日，十二屆全國人大五次會議《政府工作報告》強調(diào)，加快改善生態(tài)環(huán)境特別是空氣質(zhì)量，是人民群眾的迫切愿望，是可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。

“清潔供暖關(guān)系廣大人民群眾生活，是重大的民生工程、民心工程?！毙觳ǜ嬖V記者，“固體電蓄熱鍋爐作為我國實施‘以電代煤’清潔供暖工程的關(guān)鍵熱源設(shè)備，無需消耗新的化石能源，直接將棄風(fēng)電量轉(zhuǎn)化成熱能補充到熱網(wǎng)，既提高了熱網(wǎng)的安全性也提高了企業(yè)的供熱能力。相比常規(guī)供熱方式減少了煙塵、二氧化硫和氮氧化物等污染物的排放，不產(chǎn)生溫室氣體二氧化碳，有利于周邊地區(qū)進一步治理散煤燃燒，實現(xiàn)清潔能源的高效利用，降低燃煤污染物排放量。”

“經(jīng)測算，金山熱電26萬千瓦固體電蓄熱鍋爐投運后相當(dāng)于拆除10噸小燃煤鍋爐29臺，一年可減少標(biāo)煤消耗10萬噸，減少二氧化碳排放26.21萬噸，減少二氧化硫排放0.24萬噸，減少粉塵排放7.15萬噸，氮氧化物0.07萬噸?！睂τ谶@一結(jié)果，魏寧非常滿意。

“我們在東北地區(qū)共投資建設(shè)了118萬千瓦電蓄熱鍋爐，這相當(dāng)于每年折合減少標(biāo)煤消耗20.7萬噸，減排煙塵131噸，減排二氧化硫789噸，氮氧化物789噸，減排二氧化碳68.7萬噸，進一步推進冬季清潔供暖，鞏固大氣環(huán)境治理，減少污染物排放。”徐波如是說。

前景廣闊但仍需政策支持

“固體電蓄熱調(diào)峰爐突破了電熱轉(zhuǎn)換及熱儲能過程中的超大功率技術(shù)瓶頸，而且建設(shè)成本低、周期短，在電網(wǎng)調(diào)峰中可發(fā)揮重要作用；未來隨著電力市場化改革帶來電價逐步下降，這種供暖方式有著廣闊應(yīng)用前景?！眹译娋W(wǎng)遼寧省電力有限公司高級工程師高凱十分看好固體電蓄熱鍋爐發(fā)展前景。

“在不影響機組運行的情況下，固體電蓄熱調(diào)峰爐是快速實現(xiàn)深度調(diào)峰的一個有力手段。特別是在風(fēng)光水核等清潔能源發(fā)電資源豐富的地區(qū)?！备鹧臃逭J為。

“然而，我們也要清晰地看到，雖然固體電蓄熱調(diào)峰爐能源轉(zhuǎn)換效率高，建設(shè)時間短，調(diào)峰速度響應(yīng)快，調(diào)峰作用杠桿比較大，可以達到三四倍的調(diào)峰杠桿作用，具有廣闊的發(fā)展前景，但由于每年只能在供暖季發(fā)揮較大的功效，企業(yè)需要一個較長周期運行才能回收投資成本，非常不利于企業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展?！毙觳ńㄗh，國家能夠在政策上給予更大的、更連續(xù)的支持，尤其是在棄風(fēng)更為嚴重的新疆、甘肅等地區(qū)能夠盡快出臺相關(guān)輔助服務(wù)市場等方面的政策。

“我相信，隨著電力市場化進程的加速，固體電蓄熱鍋爐在能源互聯(lián)網(wǎng)中將發(fā)揮更大的作用，用戶跨區(qū)域購買到更為經(jīng)濟、劃算的清潔能源將不再是問題?！彼螄鍖腆w電蓄能鍋爐的未來有著更高的期許。