中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：段時(shí)間以來，關(guān)于火電靈活性改造的項(xiàng)目信息越來越多。
預(yù)估在“十四五”期間，國內(nèi)將釋放百億級(jí)火電靈活性改造市場，蓄熱調(diào)峰技術(shù)方案作為其中的一種主要技術(shù)路線，有望得到更大規(guī)模的推廣應(yīng)用。
1、改造勢在必行
截至今年4月底，全國全口徑發(fā)電裝機(jī)容量約24.1億千瓦，同比增長7.9%。可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量11.0億千瓦，同比增長14.9%，占總裝機(jī)容量的45.5%，高速增長的新能源發(fā)電出力的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性對于大規(guī)模并網(wǎng)提出挑戰(zhàn)，對于電網(wǎng)調(diào)峰和消納能力提出高要求。
我國發(fā)電裝機(jī)構(gòu)成中，抽水蓄能、燃?xì)獍l(fā)電等靈活調(diào)節(jié)電源裝機(jī)占比不到6%，“三北”地區(qū)新能源富集，風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機(jī)分別占全國的72%、61%，但靈活調(diào)節(jié)電源不足3%，調(diào)節(jié)能力先天不足。比較而言，歐美等國靈活電源比重較高，西班牙、德國、美國占比分別為34%、18%、49%。
對比各類靈活調(diào)節(jié)電源，抽水蓄能電站受站址資源和建設(shè)工期限制，氣電受氣源氣價(jià)約束，發(fā)展規(guī)模有限，現(xiàn)階段儲(chǔ)能技術(shù)受制于經(jīng)濟(jì)性、安全性，尚不具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件。而火電靈活性改造成本優(yōu)勢明顯，據(jù)中電聯(lián)的數(shù)據(jù)，煤電靈活性改造單位千瓦調(diào)峰容量成本約在500元-1500元之間，低于抽水蓄能、氣電、儲(chǔ)能電站等其他系統(tǒng)調(diào)節(jié)手段。
如上圖所示，未來，新能源和靈活性火電機(jī)組的配合，可幫助實(shí)現(xiàn)新電力系統(tǒng)的整體平穩(wěn)運(yùn)行。
2、市場空間有多大？
2021年11月，國家發(fā)改委發(fā)布《關(guān)于開展全國煤電機(jī)組改造升級(jí)的通知》，提出進(jìn)一步提升煤電機(jī)組清潔高效靈活性水平，存量煤電機(jī)組靈活性改造應(yīng)改盡改，“十四五”期間完成2億千瓦，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000-4000萬千瓦，促進(jìn)清潔能源消納。
火電機(jī)組間改造投資差異明顯，不同機(jī)組特征、改造目標(biāo)、燃料特性等條件都將帶來改造投資的巨大差別，一般來說，在不包括儲(chǔ)能設(shè)備的情況下，改造投資通常在30-90元/kW，最小出力可降至20%-40%。按此測算，十四五”期間火電靈活性改造市場空間至少約60-180億元。
3、蓄熱調(diào)峰優(yōu)勢明顯
我國火電靈活性改造的核心目標(biāo)是充分響應(yīng)電力系統(tǒng)的波動(dòng)性變化，實(shí)現(xiàn)降低最小出力、快速啟停、快速升降負(fù)荷三大目標(biāo)，其中降低最小出力，即增加調(diào)峰能力是目前最為廣泛和主要的改造目標(biāo)。
提高火電的深度調(diào)峰能力主要包括三個(gè)路徑：提高鍋爐側(cè)鍋爐低負(fù)荷穩(wěn)燃能力；實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)側(cè)機(jī)組供熱工況熱電解耦；提高機(jī)組主輔機(jī)及其環(huán)保裝置在低負(fù)荷下的設(shè)備適應(yīng)性。由此也產(chǎn)生了多種技術(shù)路線。
這其中，采用蓄熱式電鍋爐技術(shù)在實(shí)現(xiàn)熱電解耦、深度調(diào)峰上優(yōu)勢明顯。特別是針對熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，蓄熱裝置已經(jīng)成為基本配置，利用蓄熱裝置及供熱系統(tǒng)的儲(chǔ)熱特性，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)運(yùn)行方式的改善和靈活性的提升效益明顯。
蓄熱式電鍋爐調(diào)峰方案目前有兩種主流的方案配置，電極鍋爐+水蓄熱和固體蓄熱電鍋爐。目前這兩種方案均已有多個(gè)實(shí)際項(xiàng)目案例。
而目前正在建設(shè)的江蘇國信靖江電廠熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰供熱項(xiàng)目，成功投運(yùn)后有望打開熔鹽蓄熱調(diào)峰的市場空間。在該項(xiàng)目的催化下，目前已有多個(gè)項(xiàng)目在考慮技術(shù)方案時(shí)將熔鹽方案作為可選項(xiàng)之一。
統(tǒng)計(jì)目前已建成的火電靈活性改造項(xiàng)目，其中有約50%采用了蓄熱調(diào)峰方案。以此比例，“十四五”期間預(yù)計(jì)將有約1億千瓦裝機(jī)采用蓄熱技術(shù)改造。
4、誰在深耕這一市場？
在固體電蓄熱調(diào)峰領(lǐng)域，沈陽世杰電器有限公司是最早的進(jìn)入者，其目前擁有遼寧丹東金山熱電電蓄熱項(xiàng)目、遼寧調(diào)兵山固體電蓄熱項(xiàng)目、華潤熱電沈陽固體電蓄熱調(diào)峰項(xiàng)目等多個(gè)項(xiàng)目業(yè)績。另外，沈陽恒久安泰環(huán)保與節(jié)能科技有限公司等相關(guān)公司也能提供類似方案。
在電極鍋爐+水蓄熱調(diào)峰領(lǐng)域，有以上海中如智慧能源集團(tuán)有限公司、山東北辰機(jī)電設(shè)備股份有限公司為代表的解決方案提供商。河南平高電氣股份有限公司、浙江上能鍋爐有限公司等為代表的電極鍋爐設(shè)備廠商，均有相關(guān)的項(xiàng)目業(yè)績。
在熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰市場，西安熱工研究院正在實(shí)施的江蘇國信靖江電廠熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰供熱項(xiàng)目，將成就首個(gè)商業(yè)化項(xiàng)目業(yè)績。
總體來看，蓄熱解決方案參與火電靈活性改造在技術(shù)上并無障礙，影響其推廣的主要因素在于項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性，而經(jīng)濟(jì)性則取決于調(diào)峰輔助服務(wù)市場的建立健全。發(fā)改委印發(fā)的《全國煤電機(jī)組改造升級(jí)實(shí)施方案》也已明確，加快健全完善輔助服務(wù)市場機(jī)制，使參與靈活性改造制造的調(diào)峰機(jī)組獲得相應(yīng)收益。
