固体储能供热系统，通过“电能→热能→热能再利用”的路径，将波动性风光电转化为稳定供热能源，兼具调峰、减排和经济性，是可再生能源消纳与清洁供暖转型的关键技术之一。根据终端热量输出的形式不同，固体储能供热系统可以分为固体储能热水机组、固体储能蒸汽机组、固体储能热风机组、固体储能导热油机组。

以金喆新能源的固体储能热水机组为例，该设备可将电、无法消纳的风电和光电等电能转化为热能储存在固态储热介质内，通过有效控制热量输出，实现居民供暖、商业供暖、园区供暖、补充供暖等各种供暖需求。系统图如下：

固体储能供热系统，与风光电配套应用的形式仍在不断实践中，但基本可概况为以下3个方面：

（1）平抑风光电的波动性

-低谷时段消纳：在夜间或风光发电过剩时（如风电大发期、光伏午间峰值），利用低价或弃风弃光电能启动电锅炉蓄热。

- 高峰时段替代：在用电/用热高峰时释放储存的热能，减少电网负荷压力，降低对化石能源调峰的依赖。

（2）解决“弃风弃光”问题

- 直接消纳多余电力：将原本无法并网的风光电能转化为热能存储，减少可再生能源浪费。

- 参与电力辅助服务：响应电网调频、调峰需求，获取收益并提升电网稳定性。

（3）与能源系统协同

- 多能互补系统：与风电场、光伏电站、电网联合调度，作为灵活负荷调节发电侧与用电侧的平衡。

-替代传统热源：在北方供暖地区替代燃煤锅炉，实现“绿色供热”。

固体储能供热系统在风光电配套应用中具有以下技术优势：

1. 高效经济：储热密度高，成本低于电池储能。

2. 快速响应：可在几分钟内启动，适应电网频繁调度的需求。

3. 柔性负荷：用电负荷具有周期性、可中断、可调节、可双向互动等负荷特性，是典型的柔性负荷，可作为平移负荷参与电网调度。

4. 实现热源电气化与低碳化：据有关统计数据表明，我国终端能源消耗中，热能消耗是电能的3倍，在电能消耗中，有1/4是转化为热能来使用的。因此，在清洁能源比例不断提高的背景下，终端能源消费的清洁化和电气化水平也将进一步提高，在这个过程中，固体储能供热机组可发挥巨大作用。

5. 能量释放形式多样：蒸汽、热水、热风、导热油等终端用热形式均可实现。

固体储能供热系统与风光电配套应用场景：

1. 区域集中供热：为城镇提供稳定热源，尤其适合风电丰富的“三北”地区。

2. 工业蒸汽供应：为食品加工、纺织等企业提供低碳工艺热能。

3. 微电网系统：与分布式风光配建，实现离网或并网型清洁能源微网。

固体储能供热系统与风光电配套应用的挑战与对策

1. 初始投资高：虽然绿电供热有明显的成本优势，但初始投资费用要高于燃煤、燃气等传统能源形式，因此，用户均比较关注投资回报周期。

2. 热能传输限制：适合就近消纳，需与供热管网规划结合。

3. 电价机制依赖：需分时电价或市场化交易机制（如现货市场）提升经济性。

金喆固体储能供热机组风电全额自消纳供热案例

项目单位：中国石油天然气股份有限公司华北油田分公司

应用功率：加热功率7290KW、额定蒸汽产量：6吨/小时

项目地点：内蒙古二连浩特市西苏作业区

项目概况：本项目为中石油系统首例风电全额自消纳绿色能源示范项目，为末站生产工艺加热提供蒸汽，用清洁能源电力和低价谷电替代燃油蒸汽锅炉，降碳环保的同时有效降低了运行成本。