熔盐储能更广阔的应用场景。
1.1、 常规火电机组改造路径：有一定局限性
火电机组灵活性改造方案目标是增加调峰深度、实现快速启停、加快爬坡能力， 其中重点是提高机组的深度调峰能力。常规火电机组的路径包括锅炉侧系统改造 方案和汽机侧“热电解耦”方案。锅炉侧改造方案一般是围绕解决低负荷工况下， 锅炉不能稳定燃烧以及脱硝不能正常运行的问题；汽机侧改造方案则是针对热电 联产机组，在供热季采用解耦或者削弱“以热定电”的运行方式，满足机组供热 要求的同时减少发电出力。但常规灵活性改造也存在一些问题，例如低负荷运转 下主机效率降低、影响机组设备寿命、燃料系统控制的问题，而且热电联产机组 改造方案只适用于采暖期，有一定局限性。
1.2、 改造原理：在“锅炉-汽机”之间嵌入高温熔盐储热系统
加入高温熔盐储能系统，是火电机组灵活性改造的一种新型技术路线。火电锅炉 的低负荷运行是灵活运行的最大瓶颈，因此设置储热系统可以将锅炉产生的高温 蒸汽存储起来，削弱原本刚性的“炉机耦合”。火电机组锅炉出口蒸汽温度在 540~560℃，与高温熔盐储热技术很好的匹配了温度参数，非常适合火电机组储 热。火电常规机组的灵活性改造原理是，在火电机组“锅炉-汽机”热力系统中嵌 入一套外置的高温熔盐储热系统。当火电机组向下调节出力时，启动储热模块， 锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对熔盐进行放热，低温罐中冷 熔盐升温后存储在储热罐中。当火电机组需要出力时，高温熔盐罐中的高温熔盐 通过放热功率模块进行放热，产生的蒸汽回到汽轮机做工发电，释放热量后的熔 盐再次回到低温罐中存储。
火电灵活改造配置熔盐储热系统优势：1、理论综合效率高：根据李峻 2021 年 《基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析》中的估算， 火电熔盐储能系统理论综合效率为 76.2%，接近抽水蓄能机组，能源利用效率高 于热电联产机组、电锅炉调峰供热方案。2、大幅度增加火电厂深度调峰能力： 汽机可以在 5%额定负荷下运行，如果加入电加热模块，可以实现机组零功率上 网。3、储热时间长：灵活设置储热罐容量即可，可以实现单日 10h 以上储热能 力，可以通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长。4、储热参数高：熔盐储热温 度可以达到 500℃以上，蒸汽温度可以达到亚临界参数。5、使用寿命长、综合 效率高：使用寿命长达 30 年，平准化发电成本低。熔盐储热的火电灵活改造技 术与现有的改造方案相比，具有能耗低、机组运行节能可靠等优点。通过熔盐放 热，可以拓宽机组负荷的调峰范围，提高机组运行的灵活性。
1.3、 高温熔盐储热技术的经济性测算
高温熔盐储热技术在火电机组有很强的适应性。第一，改造后的火电机组可以更 好的适应电力市场改革，获取更多辅助服务收益。随着各地电力辅助服务市场政 策加快出台，采用高温熔盐储热技术改造的火电机组灵活性高、调节速度快，可 以适应深度调峰、启停调峰、旋转备用交易等辅助服务。第二，电力现货市场交 易加快后，带有熔盐储能的火电机组可以大规模储热，存储谷电，在电价高的时 候释放热量获取高收益。第三，大容量熔盐储能可以实现供蒸汽、供热。未改造 的热电联产火电机组仍然是热电耦合状态，具有季节使用局限性。高温熔盐储热 技术可以拓展火电灵活机组的供热场景，创造额外供热、供蒸汽收益。第四，高 温熔盐储热技术可以参加退役火电机组延寿改造。拆除机组煤炭、锅炉系统后， 可以保留汽轮机组，利用熔盐储能吸收新机组热量或消纳谷电，通过放热驱动汽 轮机发电，增加整体电站的尖峰发电出力能力。
与火电灵活改造类似，利用熔盐优良的储能特性，熔盐储能还可以用于谷电加热 （利用谷电将低温熔盐加热后存储至高温熔盐罐，在白天用热用汽时段，利用高 温熔盐供暖供热）、余热回收（通过熔盐储热系统将钢铁生产的余热回收利用， 用于供暖供热、发电等）。
熔盐储能可在低谷时段消纳富余电能，尖、高峰时段对外供热、供蒸汽。新型熔 盐蓄热供热技术通过利用晚间谷电加热熔盐储能，加热后的高温熔盐储存到储罐中，白天放热，通过循环泵将高温熔盐抽出与换热器给水换热，实现供热需求。 利用该技术可以 24 小时为用户供热，有效转移了富余的低谷电力，提高了电网 稳定性和电能的使用率，也增加了供热安全保障和品质。和其他技术比，熔盐储 热的储能密度、占地面积、使用寿命来具有优势。既适合北方高密集城市地区对 热水、蒸汽供应系统进行绿色改造，也适合工业地区工业蒸汽的生产应用。
我们梳理了目前国内已经投入运行的熔盐储热改造项目的情况，以北京两个供 热中心改造项目为例，在天然气价格上涨的背景下，利用谷电进行供热均能实现 比较好的经济性。
1、北京热力集团花家地供热中心熔盐储热改造项目。根据《熔盐蓄热供热技术研究与示范项目》（2021 年）中引用案例——北京热力 集团花家地供热服务中心，原本配置 9 台 14MW 燃气锅炉，非供暖季只启用一 台燃气锅炉，每天启停也造成能耗大、经济性差的问题。因此公司投资 669 万元 （设备投资、不含税）建设了一套加热功率 2.1MW 的新型熔盐储热装置，该示 范项目满足了非冬季与燃气锅炉厂房联合，并在冬季可以进行应急供热的需求。 根据 2019 年数据实测，系统能量转换的效率达到 96.3%，通过熔盐加热生产的 热水电费成本 2.75 万元，折合热水共计 2512 吨，折算热水单吨电费成本 10.9 元，2019 年的热水供应价格为 35 元每吨，收益较好。
2、北京热力供应中心北京西站蒸汽供应熔盐储热改造项目。根据《熔盐储能供蒸汽技术的应用前景分析》(2022 年)中引用案例——北京一燃 气热力供热中心为北京西站供应蒸汽负荷项目为例，该项目采取了利用熔盐储代 替燃气锅炉进行替代。该项目利用低谷电时间段，将低价格电能转换为热能存储， 白天时使用熔盐储能系统对外供应蒸汽。该项目获得了张家口及赤峰绿电进京指 标；采用低谷绿电作为热源，补贴后谷电价格为 0.15 元/kWh。根据该电价进行 核算，折算后的蒸汽运行成本为 105元/t，作为新能源储能消纳供蒸汽示范项目， 该运行成本仅为燃气运行成本（北京燃气价格 2.6 元/m3，蒸汽成本为 208 元/t） 的 50%左右，大大节省了运行费用。
3、西子洁能绍兴柯桥熔盐发电、储热供汽项目。根据西子洁能技术专家刘可亮在《利用绿电熔盐储能，助力零碳产业园的实践》 （2022 年）主题演讲中介绍的案例，西子洁能承接的绍兴绿电熔盐储能项目进 展迅速，零碳园区的商业模式开始推广。西子洁能正在打造首个绿色零碳产业园 项目。该绿电熔盐储能示范项目位于浙江绍兴滨海工业园区（柯桥），园区内以 纺织印染行业为主。纺织印染行业是浙江的高能耗产业之一，低碳转型压力较大。 根据浙江省发展改革委《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（征求意 见稿）》提出：“不将绿色电力消费计入碳排放量核算，探索绿色电力消费抵扣一 定比例能耗”。高能耗企业有动力在节能降碳找寻新的路径。绍兴绿电项目储能 时长达 10 小时，利用熔盐储能满足园区的用热及用电需求。
项目的主要参数包括，熔盐的使用量约 7500 吨，使用的是光热领域应用最多的 二元熔盐。蒸汽参数 3MPa，257℃；负责把电转化成热的电加热功率比较大， 约 150MW。在背压的运行工况下，机组发电能力是 8MW；如果是纯凝，后面低 压发电能力是 17MW，加起来机组的顶峰能力为 25MW；年运行小时数是 8400 小时。采用背压发电供热系统+纯凝顶峰系统，当电网有顶峰需求响应时，背压 机出口蒸汽停止对外供热，转而进入纯凝机进行全纯凝运行，实现对电网的需求 响应服务。
