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  • 蓄热电锅炉必读原理系列2:低谷电利用的3种形式
  • 金喆新能源   |   2022-07-15

    谷电利用主要有以下几种方式:

    1、采用夜间生产的形式,把主要用电时间调整至低谷电时段。

    比如目前用电量比较大的熔炼、化工、石油、水泥、陶瓷、铸造等耗电大户,利用夜间的谷电优惠政策来生产,可有效降低生产成本,只是对工人来说这不是一种良好的工作方式。


    2、利用蓄能技术,利用储电技术(如:电池、蓄电池等)把谷电时段电力储存起来。

    主要有机械储能、电化学储能、抽水蓄能电站等形式,但是大量应用的还是电化学储能,也就是电池储能,即我们常说的储电,由于电池储能密度低,造价昂贵,目前还是电网侧调峰项目比较多。


    项目技术并不是最大障碍,主要是项目资金投入大,主要是靠国家或者有相当实力的民营经济体进行投入。


    再就是储电后输出的电价是否具有竞争力也有待商榷。根据中电工程西北电力设计院新能源与市政工程分院总工、技术开发部主任赵晓辉博士在“2021中国太阳能热发电大会”上作的题为“储能型太阳能热发电在新能源基地中的价值”的报告,某电池储能电站放电1度可以拿到0.7元的电价,充电进去的这个环节有一定的效率损失。如果按一天一个循环,扣除自身耗电外的效率(大概0.82~0.85元)因素,需要充电1.2度~1.17度才能发出1度电,那要算上生产这些电的电价,以基准电价0.2277计算,加上前面说的0.7元,相当于一度可以调节的新能源,社会支付成本大概是0.96元以上。当然实际的交易电价可能小于0.2277,也就是购电成本如何考虑的问题。无论如何,这种可调节的电价还是比较高的。


    3、利用储热技术,将谷电转化为热能储存起来,在需要的时候释放,以解决用户用热需求与高峰电价之间的矛盾,尽大限度地提高谷电的利用率,并明显降低用热成本。该技术也可被称为热储能,并由此延伸除了电热储能、光热储能等概念。


    无论用何种储热方式,蓄热设备都是电加热和有序放热的集成设备,就是带有蓄热功能的电加热锅炉。所以都是在谷电时段加热蓄热体,在工作时间段把热量按照要求放出去,无非是蓄热体的材料有固体材料、相变材料、水等形式之分。


    有专家指出,储热技术,相比于电化学储能、电气储能等其他储能技术路线,在装机规模、储能密度、技术成本、使用寿命等方面具有明显优势;而与压缩空气储能和抽水蓄能这两种机械储能技术相比,储热技术具有占地面积小、成本低、储能密度高、对环境影响小、不受地理、环境条件限制等诸多优势;储热技术作为一种能量高密度化、转换高效化、应用成本化的大容量规模化储能方式,将在构建清洁低碳安全高效的能源体系、构建以新能源为主体的新型电力系统、保障电力系统安全稳定运行等方面发挥重要作用。


    储热技术特点优势主要表现在:

    • 储能容量大、配置灵活、无特殊环境要求;

    • 具有规模化建设及运营成本的优势,具有明显的规模效应;

    • 可根据用户需要,实现多种能源品位冷、热、电、汽联供;

    • 可对区域电网实现削峰填谷、双向调节、消纳间歇性新能源(风电、光伏等)装机出力,是电网平衡峰谷差的最佳解决方案;

    • 循环次数大、寿命长,且储能电站的双向调节功能不会伴随长时间储热循环而导致效率降低;

    • 储放过程无化学反应,技术参数及过程可控,系统安全性高。


    储热技术可应用于电源侧、电网侧、用户侧。

    • 对用户侧而言,储热技术可应用于用户冷、热、电综合能源服务、海水淡化等场合;

    • 在热能直接利用中,储热技术拥有比储电技术更高的能量利用效率;

    • 储热技术还包括储存和利用低于环境温度的热能,即蓄冷技术在冷链相关领域已有成熟应用,市场规模亦在持续扩大。

    • 对电源、电网侧而言,现阶段电力系统呈现高比例可再生能源、高比例电力电子设备的“双高”特征,系统转动惯量持续下降,调频、调压能力不足,对电网安全提出严峻挑战,太阳光储热发电通过汽轮发电机组的转动惯量可以有效实现调频;

    • 在火电厂灵活性改造中,储热发电技术将机组变负荷运行时出现的过剩蒸汽热量转化为储热介质的热能存储起来,当需要时将热能释放,既能增加机组调峰深度,也能增加峰负荷能力,投资和运行成本较低,具有明显优势。


    总之,储热系统在冷、热、电综合能源利用方面效率高,在储热容量、规模化建设及运营成本、运行寿命、安全性、发电功率等方面具有突出优势,特别是对消纳间歇性新能源(风电、光伏等)装机出力,在构建以新能源为主体的新型电力系统、保障电力系统安全稳定运行等方面发挥重要作用,是未来规模储能的中坚力量,具有广阔的发展前景,在能源革命中发挥着重要作用。 图片

     

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