中国大唐集团有限公司江西分公司金安：基于高效燃煤机组多燃料深度耦合实现长时储能

来源：中国能源新闻网 时间：2024-12-12 16:26

金安

　　2024年2月29日，中共中央政治局就新能源技术与我国能源安全进行第十二次集体学习，明确提出“长时储能技术瓶颈仍是制约新能源发展的一大‘短板’，未来需发挥举国体制优势，产学研协作联动，加强对长时储能的技术攻关，并探索更新的储能形式”。采用新能源电能、生物质燃料、城市污泥和垃圾等生物质能作为燃料，与高效燃煤机组的电力、热力系统等深度耦合，减少燃煤用量储存起来，发挥其灵活调节特性，可以实现时间跨度上月度级的长时储能，对于推动新能电力系统建设、美丽中国建设、提高高效燃煤机组整体利用率均具有重要的现实意义。

　　推动新能源电力与高效燃煤机组深度耦合，符合国家对新能源高质量发展的要求

　　2022年5月14日，国务院办公厅下发了《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》（国办函〔2022〕39号），在“创新新能源开发利用模式”中明确“推进多能互补高效利用，开展新能源电力直供电试点”，在“深化新能源领域‘放管服’改革”中明确“以新能源为主体的多能互补、源网荷储、微电网等综合能源项目，可作为整体统一办理核准（备案）手续”。

　　2024年3月1日，国家发展改革委、国家能源局发布《关于新形势下配电网高质量发展的指导意见》（发改能源〔2024〕187号），明确“到2025年，配电网承载力和灵活性显著提升，具备5亿千瓦左右分布式新能源、1200万台左右充电桩接入能力；有源配电网与大电网兼容并蓄。”

　　实现3060双碳目标，大力推动风能光伏能新能源建设和消纳，最终目标是确保能源安全将化石能源消耗量降下来，新能源高比例消纳和长时储能是构建新型能源系统的关键。这需要突破原有的新能源只通过大电网传输消纳的观念，将新能源作为能源（燃料）而不仅仅是电力产品属性，大力推动就地就近离网消纳、推动电能转换为氢氨甲醇蒸汽等多产品化，大力推进新能源与高效燃煤机组深度耦合，利用燃煤电站已建成的电力传输通道通过煤电稳定灵活可调性的突出特点实现新能源高比例转换消纳。方案和意见，为新能源电能利用与高效燃煤机组深度耦合提供了政策依据和支持。

　　推动新能源电力与高效燃煤机组深度耦合，可以实现新能源的高比例消纳和月度级的长时储能

　　对于2台百万高效燃煤机组，年厂用电量约5亿千瓦时，可以消纳就近区域约50万千瓦光伏或30万千瓦风电的年发电量，可以节省约20万吨原煤，实现了长达20天的长时储能。以新能源电力加热电极锅炉产生1.5MPa、350℃的高温蒸汽，并入到电站热力系统，可以进一步减少燃煤消耗；2台50兆瓦电极锅炉按照年7000利用小时核算消耗电能7亿千瓦时，可以进一步消纳40万千瓦风电或70万千瓦光伏。

　　按照煤电和新能源1:1配套建设，2台百万高效燃煤机组的厂用电+2台50兆瓦电极锅炉一年可以就近消纳区域内120万千瓦光伏或70万千瓦风电，可消纳约40%左右的新能源发电量，大大减轻了电网负担，减少节约的原煤量可以实现长达60天的长时储能。

　　只考虑消纳新能源减少弃风弃光，不考虑电加热产生蒸汽再发电的能源利用率的衰减，从能量利用率看，电极锅炉能源利用效率达到99%，而最高效的燃煤锅炉效率也只能到95%，采用新能源加热产生蒸汽的能源利用效率更高。

　　从功能上讲，煤电也是一种长时储能，储能时长与煤场储煤量有关，一般为2周左右；目前抽水蓄能储能时长一般为6.5小时，电化学储能普遍在1到2小时之间，都与煤电相距甚远。从技术和经济角度看，新能源与大容量高效燃煤机组深度耦合可极大提高新能源就地消纳的能力，从能量平衡角度节约的燃煤可以实现月度级的长时储能。

　　推动生物质能与高效燃煤机组深度耦合利用，降碳减污扩绿推进美丽中国建设

　　生物质能主要包括农林废弃物、生活垃圾、污水污泥等。我国主要生物质资源年生产量约34.94亿吨，作为能源利用的开发潜力为4.6亿吨标准煤。据统计，2020年，我国秸秆可收集资源量约6.94亿吨，燃烧化利用量8821.5万吨利用率仅为12.75%；可利用的林业剩余物总量3.5亿吨，能源化利用量为960.4万吨，利用率仅为2.74%；生活垃圾清运量为3.1亿吨，焚烧量为1.43亿吨，利用率为46.1%；污水污泥年产量干重1447万吨，能源化利用量约114.69万吨，利用率为7.9%。预计2030年，我国生物质总资源量将达到37.95亿吨，到2060年将达到53.46亿吨。

　　2022年05月10日，国家发展改革委印发《“十四五”生物经济发展规划》，是我国首个生物质经济规划，规划提出：积极开发生物能源，开展新型生物质能技术研发与培育，建立生物质燃烧掺混标准，推动化石能源向绿色低碳可再生能源型。

　　与常规生物质电站相比，高效燃煤机组优势显著。一是效率高，相同生物质燃料量，百万超(超)机组发电量是常规生物质电厂的1.8倍；二是燃料灵活，常规生物质电厂为确保获得补贴只能烧生物质燃料，而燃煤耦合生物质机组不受生物质燃料短缺影响；三是碳排放交易提供了补偿机制，目前国内每吨碳交易价格在70元左右，欧洲达到了700元，发同样电量掺烧生物质减少了煤炭用量，少于政府核定的碳排放量可以到碳交易市场进行交易，以目前的碳价相当于每度电补贴5分钱。

　　2023年12月27日，中共中央、国务院下发了《中共中央国务院关于全面推进美丽中国建设的意见》，意见明确要求“加快‘无废城市’建设，持续推进新污染物治理行动，推动实现城乡‘无废’、环境健康”“2027年‘无废城市’建设比例达到60%”“加强农业废弃物资源化利用和废旧农膜分类处置”。

　　按照年消耗50万吨生物质能，可以节约10万吨燃煤。依托百万级燃煤锅炉可以实现城市垃圾的高效无害化处理，推进无废城市建设；农林废弃物生物质燃料的收储运售全产业链，每吨可以给农户或服务者带来300元左右的收入，助推乡村振兴；利用好生物质能意义重大，可以极大助推美丽中国建设。

　　基于上述分析，建议大型高效燃煤机组在规划建设阶段，就新能源开发和接入电站作为燃料能源就地消纳进行系统性研究，就区域内的生物质能资源情况进行调查和锁定，推进多燃料深度耦合，打造月度级长时储能示范电站，探索推进新型能源系统建设新形态。（作者系中国大唐集团有限公司江西分公司党委委员、副总经理）

　　责任编辑：于学华