----生物質電廠助力新型電力系統建設高質量發展路徑

伴隨著間歇性風電、光伏等可再生能源大規模高比例的裝機，為完整、準確、全面貫徹黨的二十大精神，加速構建新發展格局，全面助力推進能源革命、構建新型能源體系、推動能源綠色發展。其中構建新型電力系統的儲能調峰支撐電源是目前最緊迫的工作，如何充分利用好國內已建和在建的生物質電廠熱電機組，通過耦合熔鹽儲能供熱和發電技術優勢，實現生物質電廠的多功能綜合智慧利用，達到調峰調頻穩定供熱供暖的目標，實現生物質電廠高質量延壽發展并發揮更大功能助力構建新型電力系統的建設。

生物質能作為重要的可再生能源，同樣是國際公認的零碳可再生能源，具有綠色、低碳、清潔等特點。生物質資源來源廣泛，包括農業廢棄物、木材和森林廢棄物、城市有機垃圾、藻類生物質以及能源作物等。生物質能通過發電、供熱、供氣等方式，廣泛應用于工業、農業、交通、生活等多個領域，是其他可再生能源無法替代的。若結合BECCS（生物能源與碳捕獲和儲存）技術，生物質能將創造負碳排放。在未來，生物質能將在各個領域為我國2030年碳達峰、2060年發布版碳中和做出巨大減排貢獻。

圖1：生物質耦合熔鹽儲能調峰電站示意圖（網絡圖片）

目前國家對生物質直燃發電行業在上網電價和上網電量等多方面都給予了較大的支持和鼓勵力度。雖然近年來我國新能源的發展很快，但與傳統能源相比，總體規模還是很小，在我國能源結構中所占比例還很低。截至2020底，我國已投產生物質發電并網裝機容量2952萬千瓦，年提供的清潔電力超過1100億千瓦時。根據現有溫室氣體減排方法學進行測算，已有項目自愿減排量超過8600萬噸。盡管生物質發電成本遠高于風電、光伏等其他可再生能源發電成本，但是生物質發電輸出穩定，能夠參與電力調峰，如果與儲熱結合，更能參與電力市場的深度調峰，未來在電力交易市場獲取輔助服務、備用容量、電力現貨交易等受益的同時，能夠靈活參與熱力市場，提供清潔熱力。預測到2030年我國生物質發電總裝機容量達到5200萬千瓦，提供的清潔電力超過3300億千瓦時，碳減排量超過2.3億噸。到2060年，我國生物質發電總裝機容量達到10000萬千瓦，提供的清潔電力超過6600億千瓦時，碳減排量超過4.6億噸。

生物質清潔供熱主要用于工業園區、工業企業、商業設施、公共服務設施、農村居民采暖等供熱領域，主要供熱方式有生物質熱電聯產、生物質鍋爐集中供熱、戶用鍋爐爐具等。根據統計，目前我國生物質清潔供暖面積超過3億㎡。從生物質成型燃料統計口徑看，其每年產量超過1100萬噸。從現有以燃用各類生物質鍋爐，額定蒸發量小于65t/h口徑統計，鍋爐數量超過1.6萬臺，總額定蒸發量達到8.3萬噸。

圖2：生物質電站的工藝參考圖（網絡圖片）

綜合各類數據，預計目前全國生物質供熱量超過3億GJ，自愿減排量超過3000萬噸。根據目前清潔供暖工作的持續推進，預計未來生物質清潔取暖面積將超過10億㎡。在工業生產領域，根據對全國燃煤鍋爐的統計，目前額定蒸發量≤130t/h的燃煤鍋爐數量超過1.7萬臺，總額定蒸發量達到52萬t/h，假設到2030年生物質清潔供熱能夠替代燃煤鍋爐的50%，生物質鍋爐總蒸發量將超過34萬噸。綜合各類數據進行推算，預計2030年生物質年供熱量將超過24億吉焦，碳減排量超過2.4億噸。

熔鹽儲能供熱系統是暫時把多余熱量通過某種方法儲存起來，待需要熱量時提取使用的一種供熱系統，儲能供熱可以分為顯熱儲能供熱、潛熱儲能供熱、化學反應熱儲能供熱三類。熔鹽儲能供熱作為顯熱儲能供熱的一種，以熔融態液體無機鹽作為儲熱介質進行儲放熱，其具有導電性能高（導電率較電解質溶液高1個數量級）、使用溫度范圍廣（通常的熔融鹽使用溫度在300-600℃之間，新研發的低熔點混合熔融鹽使用溫度可擴大至60-1000℃）、飽和蒸氣壓低（保證了高溫下熔融鹽設備的安全性）、熱容量大、低粘度、化學穩定性好及原料價格低廉等優勢。

熔鹽儲能供熱系統主要由熔鹽材料、熔鹽儲罐、熔鹽泵、電加熱器、換熱器、除氧器、控制系統、水泵以及管道閥門等組成。如圖3所示，熔鹽儲能系統采用冷熱熔鹽雙罐設計，根據不同的運行模式，通過改變熔融鹽流向來調整系統儲放熱，是目前比較成熟的熔鹽儲能供熱系統之一。

圖3：熔鹽儲能雙罐設計系統（網絡圖片）

新時代新型電力系統的構建，需要更大規模的靈活性調峰調頻穩定供熱電源，生物質發電和風力發電、太陽能發電等可再生能源電力一樣，都是（近）零碳排放的電力生產方式，而且前者本身具有風力發電和太陽能發電所沒有的優勢，即在自然界，年度循環產生的農林固體剩余物資源量比較穩定，燃料可以運輸儲存以便常年比較均衡地使用。利用大型高效熔鹽儲能耦合生物質燃料發電，是實現生物質發電的一種多功能應用先進技術，不僅可以大幅度提高生物質的發電效率，節約生物質資源，而且可以明顯消納風電、光伏的棄風棄光量，提高熔鹽儲能及生物質耦合發電的更大靈活性，從而加強生物質發電的可持續性，是生物質發電走向低碳化、延長壽命、增加利用小時數、發揮靈活性一條現實可行的路徑。生物質耦合熔鹽儲能發電和供熱，是高效率低排放具有更高靈活性的火力發電，其本質是可再生能源發電的一種先進形式，和不可控的風力發電和太陽能發電不同，對于電網安全和可靠的電力供應，支持和消納風光電力起著調節和保障作用。而且，需要強調的是，現在的生物質發電在逐漸去補貼化后，需要積極融入新型儲能調峰電站中來，為構建新型電力系統發揮更大的功能。

生物質電廠耦合熔鹽儲能供熱和發電技術優勢明顯，增加盈利性是直接可見的效益，延長壽命增加發電利用率，更大靈活儲能調峰能力，解決原料受限沒法安全穩定運行難題，擁抱新能源發揮更大靈活性的優勢，資源化綜合利用率更高，助力構建新型電力體系，促進新型能源體系的高質量發展。

目前，國網生物發電集團隸屬于國家電網綜合能源集團，擁有裝機113.5萬千瓦，加上電網的資源優勢應該是最具備全部生物質電站改造為生物質熔鹽儲能調峰電站的條件?？赡鼙容^遺憾的是近期全部生物質發電項目管理權移交給了國家電投集團，或許會加速生物質電站耦合熔鹽儲能轉型為儲能調峰電站的步伐，更需要電網調峰整體的協作支撐，更能夠給單純生物質電站虧損的現實帶來新的生命力，以及新時代生物質熔鹽儲能電站的高質量發展之路。

注：本文由王工（13810518839）供稿，歡迎行業朋友聯系交流。