中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)《中國(guó)電力報(bào)》報(bào)道，在國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于做好風(fēng)電清潔供暖工作的通知》后，如何用大容量、低成本、可擴(kuò)容的儲(chǔ)能方式銜接風(fēng)電清潔供暖成為業(yè)內(nèi)探討的熱門(mén)話題。當(dāng)前，可供風(fēng)電供暖采用的儲(chǔ)能方式有物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能四大類(lèi)。其中，前三類(lèi)目前在國(guó)內(nèi)都有廣泛的應(yīng)用，但大容量相變儲(chǔ)能的應(yīng)用尚在起步期。
就儲(chǔ)能與風(fēng)電供暖的關(guān)系問(wèn)題，《中國(guó)電力報(bào)》記者近日采訪了今日集團(tuán)總裁張文亮。他認(rèn)為，“大容量相變儲(chǔ)能技術(shù)是打通棄風(fēng)供暖脈絡(luò)的關(guān)鍵所在，也代表了儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的新方向。”
記者：為什么說(shuō)增加儲(chǔ)能對(duì)可再生能源消納起著關(guān)鍵性作用?
張文亮：當(dāng)前，中國(guó)可再生能源迅速發(fā)展，但是消納問(wèn)題也日益突出。棄風(fēng)、棄光、棄水現(xiàn)象嚴(yán)重，造成了極大的能源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。其中風(fēng)電的浪費(fèi)損失非常明顯。中國(guó)的風(fēng)電裝機(jī)容量位列世界第一，但上網(wǎng)電量卻不足總發(fā)電量的2%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅在2013年，棄風(fēng)量高達(dá)162億千瓦時(shí)，占全部風(fēng)電上網(wǎng)電量的11%。
風(fēng)電消納問(wèn)題的核心是電網(wǎng)在安全、供需平衡等多種約束下的系統(tǒng)靈活性不足。這主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：一是“大機(jī)小荷”的模式?jīng)Q定了就地風(fēng)電消納空間不足;二是火電機(jī)組為主的調(diào)節(jié)手段使系統(tǒng)靈活性不足;三是在供熱季熱電機(jī)組“以熱定電”的運(yùn)行模式，進(jìn)一步鉗制了有限的風(fēng)電消納空間。而智能電網(wǎng)技術(shù)、大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)、分布式能源供給是解決上述問(wèn)題的三個(gè)主要途徑。
這三個(gè)途徑應(yīng)是互為補(bǔ)充的有機(jī)整體。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)生產(chǎn)模式的基礎(chǔ)上，增加儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)和分布式電網(wǎng)自愈、優(yōu)質(zhì)、清潔、安全以及靈活互動(dòng)經(jīng)濟(jì)的目標(biāo);在分布式能源供給上引入各種蓄能環(huán)節(jié)，可以有效降低風(fēng)電、光伏、火電、熱電的網(wǎng)絡(luò)約束，打破以熱定電模式，提升消納能力，減少浪費(fèi)，提高電網(wǎng)安全。根據(jù)測(cè)算，通過(guò)增加儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，可以直接有效的實(shí)現(xiàn)能源的梯級(jí)利用，使能源綜合利用效率提高到85%以上。這將節(jié)約大量一次能源，減輕環(huán)保壓力。
記者：相對(duì)于其他儲(chǔ)能方式來(lái)說(shuō)，相變儲(chǔ)能有哪些優(yōu)勢(shì)?
張文亮：當(dāng)前，相變儲(chǔ)能材料分為顯熱儲(chǔ)能材料和相變儲(chǔ)能材料。同顯熱蓄能相比，相變蓄能有著更大的優(yōu)勢(shì)。一般而言，相變蓄能材料有以石蠟、脂肪酸、醇類(lèi)等在內(nèi)的固液有機(jī)物相變材料，以水合鹽、融熔鹽等為代表的固液無(wú)機(jī)物相變材料，以及高分子固固相變材料。這些相變蓄能材料比水的儲(chǔ)能密度高、輸出溫度恒定、體積小、控制管理靈活。
相變儲(chǔ)能技術(shù)還有其他優(yōu)勢(shì)。一是可根據(jù)客戶(hù)對(duì)熱量的需求或使用工況，配置不同溫度的蓄熱單元。二是多個(gè)儲(chǔ)能單元可靈活的串聯(lián)、并聯(lián)，這種級(jí)聯(lián)方式儲(chǔ)熱量可達(dá)100兆瓦時(shí)以上，滿足客戶(hù)所需要的各種熱容量。三是整體裝置模塊化設(shè)計(jì)，兼容性強(qiáng)，支持未來(lái)擴(kuò)容，避免業(yè)主重復(fù)投資。四是采用的相變材料本身環(huán)保、無(wú)衰變、無(wú)泄漏、無(wú)揮發(fā)、無(wú)毒害腐蝕，核心設(shè)備使用十年之后可以完全回收利用，無(wú)環(huán)境污染。
目前，我們已經(jīng)在位于江蘇鎮(zhèn)江的中國(guó)—瑞士生態(tài)產(chǎn)業(yè)園，建設(shè)了采用22臺(tái)(分兩組)麥克維爾MAC450DR5模塊化空氣源熱泵分別為商超和辦公區(qū)供冷和供熱，其供冷、供暖面積達(dá)到22萬(wàn)平方米。該系統(tǒng)采用相變儲(chǔ)能技術(shù)利用峰谷電價(jià)價(jià)差來(lái)蓄熱蓄冷，達(dá)到節(jié)省小機(jī)組初期投資，節(jié)約運(yùn)營(yíng)期電力開(kāi)支，削峰填谷的目的。
記者：相變儲(chǔ)能如何具體應(yīng)用到風(fēng)電供暖中?
張文亮：相變儲(chǔ)能應(yīng)用到風(fēng)電供暖有兩種方式。一種是在電源端將風(fēng)電同熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組形成互補(bǔ)。通過(guò)應(yīng)用電加熱設(shè)備和大容量?jī)?chǔ)熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電與熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱-電控制解耦，讓供熱出力積極響應(yīng)風(fēng)電出力的波動(dòng)。這不僅將利用熱網(wǎng)消納風(fēng)電，也改變了熱電機(jī)組“以熱定電”的剛性約束，讓熱電機(jī)組直接參與到電力系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度中，以便充分發(fā)揮熱電機(jī)組的調(diào)峰潛力，增強(qiáng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的靈活性，有效解決風(fēng)電消納問(wèn)題。
第二種方式是在負(fù)荷端設(shè)置棄風(fēng)供暖系統(tǒng)，即在負(fù)荷側(cè)增加大容量?jī)?chǔ)熱裝置，白天風(fēng)力發(fā)電上網(wǎng)，夜間富裕風(fēng)能發(fā)電蓄熱，提升風(fēng)電的消納能力。根據(jù)我們的測(cè)算，每個(gè)供暖季如果在北方城鎮(zhèn)地區(qū)實(shí)施“以電代煤”供熱工程，把燃煤小鍋爐供熱改造為風(fēng)電蓄熱鍋爐供熱，每增加100萬(wàn)平方米的供熱面積，就可以增加有效電力負(fù)荷10萬(wàn)千瓦，節(jié)約燃煤4萬(wàn)噸標(biāo)煤。
記者：在現(xiàn)有的風(fēng)電供暖試點(diǎn)中，如何分?jǐn)偣┡杀臼侵萍s風(fēng)電供暖發(fā)展的主要問(wèn)題，您對(duì)此有何建議?
張文亮：從消納風(fēng)電的現(xiàn)實(shí)意義來(lái)說(shuō)，發(fā)展風(fēng)電供暖是國(guó)家能源部門(mén)在促進(jìn)中國(guó)能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的高度上實(shí)施的戰(zhàn)略性，對(duì)全社會(huì)而言具有節(jié)能環(huán)保的重大社會(huì)價(jià)值。但考慮到風(fēng)電供暖的成本要高于火電供暖，一方面需要政府提供支持引導(dǎo)政策，在風(fēng)電企業(yè)、電網(wǎng)企業(yè)和供暖企業(yè)之間合理分配被調(diào)增的成本，同時(shí)也應(yīng)該促進(jìn)業(yè)界加快技術(shù)調(diào)整，降低設(shè)備初期投資費(fèi)用。在這方面，采用相變蓄能也可以為節(jié)約投資成本貢獻(xiàn)力量。
原標(biāo)題:大容量相變儲(chǔ)能：打通風(fēng)電供暖“任督二脈”
