在6月13日于浙江杭州召开的2023中国国际光热大会暨CSPPLAZA第十届年会上，中国联合工程有限公司电力工程设计研究院锅炉所副所长孙武星为大家带来《熔盐储热技术在园区供热的工程实践》主题演讲。
▲中国联合工程有限公司电力工程设计研究院锅炉所副所长孙武星
1、实践背景
2020年，习主席发表“3060”讲话，这对能源领域、能源行业所有从业人员来说，意味着重大变革；2021年，在BP能源年鉴数据中，二氧化碳排放量达105亿吨，占世界总排放量31.1%，居世界第一。
除了碳排放之外，能源的安全稳定也是我国要进行能源改革的重要因素。
可以看到，除了煤之外，我国的天然气和石油对外依存度较高，大约占需求总量的50%左右。如果能源一味地靠进口，倘若存在地缘政治和边界风险，我们的能源稳定性便会受到其他国家影响。
▲电力结构预测
据预测，2060年风电、光伏作为未来电力结构的主力，装机占比将超过70%。由于风电、光伏的间断、不稳定性，能量密度随时间变化以及地域差异的特点，对电网具有冲击性，而且会造成弃风、弃光，因此，我们需要源侧、网侧、用户侧的储能技术。
2、三个市场
熔盐储热的三个市场分别是光热发电、火电灵活性改造、园区供热。孙武星着重介绍了园区供热。
他表示，园区供热主要有两个思路，首先可以用谷电或绿电加热熔盐实现存储热量，待用户需要时再进行供热，或利用背压机进行供热/电。
另一个思路是园区供热调峰。如江浙一些纺织、化纤企业白天负荷高，晚上负荷低，这种情况下会出现白天三台炉运行，晚上只有两台甚至一台炉运行，这时工作效率较低，且对锅炉寿命影响较大，因此可以通过加热熔盐起到错时调峰作用，不用新增机组便可以达到增加园区的顶峰热负荷能力的作用。
孙武星列举了谷电和弃电储热的基本成本。以2022年~2023年浙江省为例，谷电价格约0.25~0.3元/度，每吨蒸汽耗电750~800度，成本200~240元/吨。长远看来，若周边有风电或光伏企业晚上要弃电，可通过项目让其上网，电网收一笔费用，用户再付一笔费用，这样其价格会比目前谷电价格更低，产生的蒸汽成本也会更低，更有经济性优势。
从目前来看，因为电网用电绝大部分还是依靠煤电，随着园区新能源上网电量、消纳的增加，下电带的碳会逐渐减少。
孙武星表示“我们这个项目要对标天然气，如果是对标燃煤同时又有煤指标的话，没得讲，因为大家知道一吨标煤大概十吨汽，标煤成本按照1500来算，蒸汽成本就是150，再加上一些燃煤一次性投资还有税费加起来可能就是180、190左右。采用熔盐储热技术运行成本平均220，再加上一次性投资熔盐储能这一块还是比较大的，还要加税费，在不考虑容量电费的情况下，要在300-350之间。”
但目前的情况是，园区要发展但政府不给煤指标，无法扩建锅炉，这种情况下，如果天然气价格按4元计算，一吨蒸汽折合下来约等于100立方天然气，那么其燃料成本大概在400元，如果算上一次性投资再加税费则在500元，可以明显看出，用谷电峰谷套利模式比天然气要划算很多。
除此之外，我国天然气汽源不稳定，其中50%靠进口，地缘政治、单边主义都会给未来天然气的价格带来不确定性。另外，天然气如果按照一吨蒸汽计算，它的排碳大概占燃煤的50%左右，只是作为碳中和的过渡手段，如果算上碳税、二氧化碳碳交易，其劣势就更加明显了。
3、工程实例
一、谷电加热熔盐储能供热项目
该项目规模为50t/h，75MW/360MWh，蒸汽参数9.8MPa、540℃，目前运行模式是谷电加热12小时，实现连续外供蒸汽24小时，项目投资1.8亿元，核算500元/kWh。
该项目熔盐储热换热区域占地60x27米，公用配套系统利用老厂原有系统，项目整体热效率93%，主要是散热损失、换热损失以及一些电汽的配电损失。蒸汽价格若按318元每吨计算，则税后资本金投资回收期为8.6年，资本金投资内部收益率为16.31%。
孙武星对该项目的关键设备也进行了介绍。
▋关键设备选择之一：熔盐储罐
▋关键设备选择之二：熔盐泵
▋关键设备选择之三：电加热器
▋关键设备选择之四：蒸汽发生器SGS系统
二、蒸汽加热熔盐调峰项目
该项目规模100t/h，运行模式为低负荷采用蒸汽加热熔盐12h，高负荷采用熔盐释热对外供热12h，项目投资2亿元，熔盐储热换热区域占地126米×44米，整体热效率大于90%，按照蒸汽价格326块钱一吨，静态投资回收期为5.7年。
与天然气对比，倘若折为25年计算，则该项目真实成本为11.7亿元，天然气则为18.7亿元。
孙武星对以上两种模式下面临主要的问题和关键的因素进行了总结：
第一，若是用谷电或绿电加热，首先应解决电网接入问题。
“因为如果是50吨的主蒸汽，电加热器规模75兆瓦，对当地园区的电网有一定挑战，从哪里找到接入又不影响其原来的电网同时线路费用能够尽量少，这个要同电网谈。”
第二，谷电电价。我国目前的政策要求峰谷电价不小于3:1，浙江省为4:1，相对来说走得比较靠前。谷电电价对项目的经济性影响起决定性作用。
第三，容量电费。若考虑容量电费，折算下来一吨蒸汽成本对应约增加70元左右。
第四，背压机是否配置问题。这个跟上网电价有关，若白天上网电价超过燃煤标杆电价的话，还是有利润可图。
他认为，供热调峰相对来说不存在电网的一些外部条件影响，但企业要有对未来园区发展的规划。很多园区都存在白天和晚上的负荷波动，这种情况下通过熔盐储能实现白天的顶峰增加白天综合供热能力，对于整体的项目经济性是非常可观的。
4、关于中国联合公司
中国联合工程有限公司（原机机械工业部第二设计研究院）隶属于国机集团，公司人才资源丰富，拥有员工6000余人，其中工程技术人员占95%以上，曾有7位中国工程院、中国科学院院士在公司工作，现在职1名，拥有全国勘察设计大师7位。
公司拥有工程设计资质证书综合甲级，建筑工程施工总承包（壹级）、造价咨询（甲级）、城乡规划编制（甲级）等等。目前公司已经获得了国家科技成果奖100多项，省部级1000多项，主编、参编、国家地方行业的标准和规范100多项，是国家的认定高新技术企业，在美国《工程新闻记录》ENR对中国工程设计企业60强的统计排名中，公司连年榜上有名。
公司的部分光热、熔盐储能项目效果图如下：
▲金塔中光太阳能10万千万光热项目
▲基于混合储能的多能耦合智慧低碳供能示范项目
▲杭州医药港零碳电厂熔盐储能示范项目
▲浙江龙德绿能电力有限公司熔盐储能协同清洁煤电零碳综合供能示范项目
