引言:
煤電容量電價政策的實施,預示著熔鹽儲能技術將成為電力市場的新動力源泉。兩部制電價的推行不僅將激發電力市場的新活力,還將促使火電機組的運營模式和能效標準迎來根本性變革。在這一大背景下,熔鹽儲能系統將扮演關鍵角色,既提升火電機組的靈活性和效率,又為可再生能源的融入和利用提供強有力的支撐。
近日,國家發展和改革委員會與國家能源局聯合發布《關于建立煤電容量電價機制的通知》(簡稱《通知》),宣布自2024年1月1日起,在全國范圍內正式實施煤電容量電價機制,推行對煤電的兩部制電價政策。在這一新機制下,電量電價將繼續通過市場化機制形成,靈活地反映電力市場的供需關系及燃料成本的變化;而容量電價的水平則將依據電力行業轉型的實際進度等因素合理設定,并將根據需要進行逐步調整。
《通知》的頒布標志著我國在實現“雙碳”目標的道路上邁出了堅實的一步,它為可再生能源電力更大規模地并網提供了堅實的技術和經濟基礎,展示了國家在能源結構優化和清潔能源發展上的堅定決心。
政策解讀:
煤電容量電價機制是一種旨在更精確反映煤電站運營成本的電價結構。要理解這一政策,我們需要從煤電的經營成本著手。在這次公布的機制中,煤電經營成本包括了折舊費、人工費、修理費、財務費等固定成本,以及燃煤等變動成本。在電力市場較為成熟的國家,通常實行的是兩部制電價,這種結構下的容量電價主要用于回收電廠的固定成本,而電量電價則主要用于回收變動成本。然而,在我國,煤電長期以來實行的是單一制電價,這意味著煤電站只有在發電時才能回收成本。
兩部制電價政策旨在公平有效地分攤電力成本,鼓勵電力行業朝著高效環保方向發展。通過區分固定成本和變動成本,更準確地反映煤電站運營情況,提高效率,減少浪費,穩定電力市場,為可再生能源和電力系統的可持續發展提供清晰價格信號。
這一政策背后有兩大關鍵考慮:
首先,國內新能源快速增長,需要更多支持性的煤電基礎性支撐調節,以滿足電力系統的調節需求。新能源發電具有波動性,需要更多調節性資源,而煤電具有低成本和可調節性,適合提供充裕的調節能力。煤電在平時可為新能源發電讓出空間,在高峰時刻繼續提供電力支持,促進新能源發展。其次,現行單一電量電價難以充分體現煤電的支撐調節價值。因此,煤電企業需要更好地回收成本,支持電力系統的安全運行。實施煤電容量電價機制,通過容量電價回收固定成本,有助于穩固煤電行業,提供新能源發展所需的支持。這一舉措不僅支持新能源規模擴大,還推動電力系統向更環保和可持續的方向轉變。
總的來說,煤電容量電價機制的實施在多方面有益,既穩固了煤電行業,也支持了新能源發展,促進了電力系統向綠色低碳方向的轉型。容量電價的推出旨在激勵火電行業提升其電網容量備用能力,同時也鼓勵火電機組進行必要的靈活性改造。然而,獲得容量電價的資格并非易事。伴隨這一政策的發布,還出臺了一系列配套措施,其中包括了明確的容量電費考核機制:若煤電機組無法遵循調度指令提供其申報的最大出力,將根據違規次數扣減其容量電費;對于多次出力未達標并被扣減容量電費的機組,將取消其獲取容量電費的資格。這表明,容量電費的獲得不僅要求煤電機組提供必要的容量備用,同時也對機組在負荷調峰深度、響應速率、爬坡率等方面的能力提出了嚴格的考驗。
熔鹽儲能系統:加強火電靈活性,成就電力市場的新引擎
為了實現新型電力系統的構建,新能源發電、電網輸配電、火力發電均要完成現有體系的轉型。作為我國電力供應“壓艙石”的火力發電機組,更是要起到既能靈活給新能源電力讓路、又能快速、穩定保障電力系統穩定的作用。今后,我國火力發電機組目標從過去的“高效+清潔”,徹底轉變轉變為“靈活+低碳”,給現有火電機組提出了嚴峻的挑戰。
給火電機組配置儲能系統,是有效提高機組靈活性的方法,在現行的儲能技術中,抽水蓄能最為成熟、經濟性最優,但抽水蓄能需要有天然的水位差,有極大的地理位置限制;同樣受到地理位置限制的還有壓縮空氣儲能;電化學儲能是人們最熟悉的一種儲能形式,但電化學儲能也存在大規模應用的難點:容量和功率強耦合,同時電化學儲能的成本依然昂貴,且電池衰減問題也會進一步增大儲能經濟成本和系統不穩定性。
各類儲能技術對比:
熔鹽儲能系統是利用熔鹽的顯熱儲熱能力,儲存機組過剩的電能,熔鹽的使用溫度在200-565℃之間。電廠的主要產品是電能和蒸汽,其中用于機組電力生產的蒸汽溫度在250℃-560℃之間,對外供應蒸汽溫度一般在250~400℃,熔鹽與蒸汽的溫度區間適配性非常好。
在低負荷電力時段,利用電加熱設備加熱低溫熔鹽,將過剩電能以熱能形式儲存,以此增加機組調峰深度;在電力需求高峰期,高溫熔鹽儲存的熱量可以產生高溫蒸汽,輔助機組生產或完成對外供熱任務,此外,通過調整電加熱器的輸入功率,可以實現火電機組對電網調頻指令的靈活響應。利用電加熱裝置和熔鹽儲能系統的結合,不僅顯著提升了火力發電單元適應大規模可再生能源并網的深度調峰能力,還增加了火電機組運行的靈活性,加強了機組實時響應電網調頻、轉動慣量支撐等輔助服務的能力。熔鹽儲能系統的引入有效促進了火電機組實現熱電解耦,助力火電機組以更高的質量和更優的經濟效益完成靈活性改造,從而進一步提高電力系統的安全穩定運行和可靠供電能力。
熔鹽儲能技術是目前一種成熟應用的熱能儲能技術,其具備大規模長時儲能的功能,且系統建設對地形、環境均無特殊要求。借助硝酸鹽等鹽類熔化后形成的熔融體作為介質的儲能技術,通過熱能與熔融鹽內能的轉換實現能量的存儲和釋放。熔融鹽儲熱具備了溫度高、傳熱性能好、比熱容大、熱穩定性好等優點,與其他儲能技術相比具有很大優越性,且熔鹽易于獲取,具有良好的經濟性。系統整體運行壽命可達30年,且對周圍環境不會造成任何危害。在光熱發電領域已經取得成功運行的經驗,如青海中控德令哈50MW塔式光熱發電項目配備了50 MW/350MWh的7h的熔鹽儲能系統,自2021年8月6日(汽輪機完成整改后)至2022年8月5日,電站完整年度累計實際發電量達到了1.58億千瓦時。國外的光熱電站應用案例也很多,如美國Crescent Dunes電站(110MW,全球首個百MW級塔式熔鹽電站),摩洛哥NOOR 3電站(150MW,全球最大單機容量塔式光熱電站)、阿聯酋迪拜太陽能園區第四期700MW光熱發電項目等。據此來看,熔鹽儲熱系統所具備的大規模長時儲能、無地理條件限制、運行穩定、可參與火電機組深度調峰、調頻等電網輔助服務,非常適合作為熱力發電機組所配備的大規模儲熱系統。
結語:
時代的洪流滾滾前行,過往已逝,未來將至。在我國邁向“雙碳”目標的征程中,電力系統正經歷著深刻的轉型。在這一變革的關鍵時刻,熔鹽儲能技術以其對火電機組靈活性改造的卓越適配能力脫穎而出,為我國電力市場向綠色、低碳方向轉型注入動力源泉!