在6月13日于浙江杭州召開的2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會上，中國聯合工程有限公司電力工程設計研究院鍋爐所副所長孫武星為大家帶來《熔鹽儲熱技術在園區供熱的工程實踐》主題演講。

▲中國聯合工程有限公司電力工程設計研究院鍋爐所副所長孫武星

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實踐背景

2020年，習主席發表“3060”講話，這對能源領域、能源行業所有從業人員來說，意味著重大變革；2021年，在BP能源年鑒數據中，二氧化碳排放量達105億噸，占世界總排放量31.1%，居世界第一。

除了碳排放之外，能源的安全穩定也是我國要進行能源改革的重要因素。

可以看到，除了煤之外，我國的天然氣和石油對外依存度較高，大約占需求總量的50%左右。如果能源一味地靠進口，倘若存在地緣政治和邊界風險，我們的能源穩定性便會受到其他國家影響。

▲電力結構預測

據預測，2060年風電、光伏作為未來電力結構的主力，裝機占比將超過70%。由于風電、光伏的間斷、不穩定性，能量密度隨時間變化以及地域差異的特點，對電網具有沖擊性，而且會造成棄風、棄光，因此，我們需要源側、網側、用戶側的儲能技術。

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三個市場

熔鹽儲熱的三個市場分別是光熱發電、火電靈活性改造、園區供熱。孫武星著重介紹了園區供熱。

他表示，園區供熱主要有兩個思路，首先可以用谷電或綠電加熱熔鹽實現存儲熱量，待用戶需要時再進行供熱，或利用背壓機進行供熱/電。

另一個思路是園區供熱調峰。如江浙一些紡織、化纖企業，白天負荷高，晚上負荷低，這種情況下會出現白天三臺爐運行，晚上只有兩臺甚至一臺爐運行，這時工作效率較低，且對鍋爐壽命影響較大，因此可以通過加熱熔鹽起到錯時調峰作用，不用新增機組便可以達到增加園區的頂峰熱負荷能力的作用。

孫武星列舉了谷電和棄電儲熱的基本成本。以2022年~2023年浙江省為例，谷電價格約0.25~0.3元/度，每噸蒸汽耗電750~800度，成本200~240元/噸。長遠看來，若周邊有風電或光伏企業晚上要棄電，可通過項目讓其上網，電網收一筆費用，用戶再付一筆費用，這樣其價格會比目前谷電價格更低，產生的蒸汽成本也會更低，更有經濟性優勢。

從目前來看，因為電網用電絕大部分還是依靠煤電，隨著園區新能源上網電量、消納的增加，下電帶的碳會逐漸減少。

孫武星表示“我們這個項目要對標天然氣，如果是對標燃煤同時又有煤指標的話，沒得講，因為大家知道一噸標煤大概十噸汽，標煤成本按照1500來算，蒸汽成本就是150，再加上一些燃煤一次性投資還有稅費加起來可能就是180、190左右。采用熔鹽儲熱技術運行成本平均220，再加上一次性投資熔鹽儲能這一塊還是比較大的，還要加稅費，在不考慮容量電費的情況下，要在300-350之間。”

但目前的情況是，園區要發展但政府不給煤指標，無法擴建鍋爐，這種情況下，如果天然氣價格按4元計算，一噸蒸汽折合下來約等于100立方天然氣，那么其燃料成本大概在400元，如果算上一次性投資再加稅費則在500元，可以明顯看出，用谷電峰谷套利模式比天然氣要劃算很多。

除此之外，我國天然氣汽源不穩定，其中50%靠進口，地緣政治、單邊主義都會給未來天然氣的價格帶來不確定性。另外，天然氣如果按照一噸蒸汽計算，它的排碳大概占燃煤的50%左右，只是作為碳中和的過渡手段，如果算上碳稅、二氧化碳碳交易，其劣勢就更加明顯了。

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工程實例

一、谷電加熱熔鹽儲能供熱項目

該項目規模為50t/h，75MW/360MWh，蒸汽參數9.8MPa、540℃，目前運行模式是谷電加熱12小時，實現連續外供蒸汽24小時，項目投資1.8億元，核算500元/kWh。

該項目熔鹽儲熱換熱區域占地60x27米，公用配套系統利用老廠原有系統，項目整體熱效率93%，主要是散熱損失、換熱損失以及一些電汽的配電損失。蒸汽價格若按318元每噸計算，則稅后資本金投資回收期為8.6年，資本金投資內部收益率為16.31%。

孫武星對該項目的關鍵設備也進行了介紹。

▋關鍵設備選擇之一：熔鹽儲罐

▋關鍵設備選擇之二：熔鹽泵

▋關鍵設備選擇之三：電加熱器

▋關鍵設備選擇之四：蒸汽發生器SGS系統

二、蒸汽加熱熔鹽調峰項目

該項目規模100t/h，運行模式為低負荷采用蒸汽加熱熔鹽12h，高負荷采用熔鹽釋熱對外供熱12h，項目投資2億元，熔鹽儲熱換熱區域占地126米×44米，整體熱效率大于90%，按照蒸汽價格326塊錢一噸，靜態投資回收期為5.7年。

與天然氣對比，倘若折為25年計算，則該項目真實成本為11.7億元，天然氣則為18.7億元。

孫武星對以上兩種模式下面臨的主要問題和關鍵因素進行了總結：

第一，若是用谷電或綠電加熱，首先應解決電網接入問題。

“因為如果是50噸的主蒸汽，電加熱器規模75兆瓦，對當地園區的電網有一定挑戰，從哪里找到接入又不影響其原來的電網同時線路費用能夠盡量少，這個要同電網談。”

第二，谷電電價。我國目前的政策要求峰谷電價不小于3:1，浙江省為4:1，相對來說走得比較靠前。谷電電價對項目的經濟性影響起決定性作用。

第三，容量電費。若考慮容量電費，折算下來一噸蒸汽成本對應約增加70元左右。

第四，背壓機是否配置問題。這個跟上網電價有關，若白天上網電價超過燃煤標桿電價的話，還是有利潤可圖。

他認為，供熱調峰相對來說不存在電網的一些外部條件影響，但企業要有對未來園區發展的規劃。很多園區都存在白天和晚上的負荷波動，這種情況下通過熔鹽儲能實現白天的頂峰增加白天綜合供熱能力，對于整體的項目經濟性是非常可觀的。

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關于中國聯合公司

中國聯合工程有限公司（原機機械工業部第二設計研究院）隸屬于國機集團，公司人才資源豐富，擁有員工6000余人，其中工程技術人員占95%以上，曾有7位中國工程院、中國科學院院士在公司工作，現在職1名，擁有全國勘察設計大師7位。

公司擁有工程設計資質證書綜合甲級，建筑工程施工總承包（壹級）、造價咨詢（甲級）、城鄉規劃編制（甲級）等等。目前公司已經獲得了國家科技成果獎100多項，省部級1000多項，主編、參編、國家地方行業的標準和規范100多項，是國家的認定高新技術企業，在美國《工程新聞記錄》ENR對中國工程設計企業60強的統計排名中，公司連年榜上有名。

公司的部分光熱、熔鹽儲能項目效果圖如下：

▲金塔中光太陽能10萬千萬光熱項目

▲基于混合儲能的多能耦合智慧低碳供能示范項目

▲杭州醫藥港零碳電廠熔鹽儲能示范項目

▲浙江龍德綠能電力有限公司熔鹽儲能協同清潔煤電零碳綜合供能示范項目