1、双碳目标要求,钢铁企业配置熔盐储热系统,构建调峰“资源池”势在必行
随着新能源装机快速增长,电网调峰矛盾日益突出,因此为促进清洁能源生产和消纳,对电力系统灵活调节能力将提出更高要求。然而在目前电网送出能力有限,常规电源调峰能力无法充分释放的情况下,单纯依靠传统的电源侧、电网侧已不能满足新能源消纳需要,因此需积极拓宽用户侧灵活调用能力,发挥负荷侧调节作用,激发电力用户主动参与电网平衡,实现源网荷协同优化、需求响应精准化,是降低削峰填谷的需求响应影响,应对未来新能源更大规模、更高质量发展的新举措。钢铁企业作为工业碳排放越来越多的企业开始聚焦需求响应精准化,深挖多元负荷资源,形成可精准匹配调控需求的“资源池”,在电网有需求时,通过自身柔性负荷的调节,释放网内新能源发电空间,或者把削峰需求响应影响降到最低。用户侧调峰可在自身增产,提升效率效益的同时,有效地促进新能源的高效利用,实现多方共赢。因此在以碳排放、能耗总量、污染物排放为依据的存量约束机制收紧的情况下,钢铁企业配置储能进行调峰成为生存重要手段。
2、目前钢铁企业应用熔盐储热进行调峰,还没有相关标准,是行业内急需统一规范的应用技术
由于具有使用温度较高、热稳定性好、比热容高、对流传热系数高、粘度低、饱和蒸汽压低、价格低等“四高三低”的优势,熔融盐被认为是一种性能优良的高温传热蓄热介质,目前应用比较多的是硝酸盐体系下的硝酸钠和硝酸钾二元盐的双罐熔盐储热系统,主要用于光热发电、电储热、储热供热、火电灵活性改造等领域。随着使用熔盐储热技术的太阳能光热电厂比例及储热装机容量不断增加,熔融盐储能也会随着光热电站的进一步建设而快速增长。
目前对于熔盐储热技术的研究,主要集中在材料、系统和应用几个方面,因此已有的熔盐储热技术的标准,如《GB/T 36376-2018 太阳能熔盐(硝基型)》、《IEC62862-2-1Thermal energy storage systems–General characterization(太阳能热发电热储能系统通用特性)》、《GB/T 51307-2018 塔式太阳能光热发电站设计标准》等国际标准或国家标准,主要是在材料、关键设备,应用层面主要是在光热电站制定的相关标准。对于熔盐储热技术在钢铁企业中的应用并没有相关的标准,需要尽快制定相关标准,统一规范技术应用。
3、熔盐储热在钢铁企业中的应用处于起步阶段,需要制定标准,确保技术先进可靠性,保障钢铁企业安全稳定运行
与太阳能光热发电、火电机组灵活性改造等在发电侧的调峰应用不同,熔盐储热系统在钢铁企业中的调峰应用,熔盐储热系统深度参与了钢厂生产工艺的运行,因此与工艺系统接口、容量规划、设备运行参数等,如果设计不合理,将对生产工艺造成较大的影响。此外,由于在用户侧应用,存在多种应用场景,因此储热系统在不同的生产工况下,运行控制优化等也不同。而目前已有的标准,仍缺少在这些方面的约束,因此,急需在目前熔盐储热技术在钢铁企业中应用的起步阶段,制定相应的标准,确保熔盐储热技术的先进性、可靠性,使得对系统工艺和运行的影响最小,保障钢铁企业安全稳定的运行。
4、熔盐储热在钢铁企业中的应用,有巨大的市场前景,需要制定相应标准,引导市场有序健康发展
钢铁生产以长流程为主,从各个环节余热资源分布来看,每个环节均有余热产生,余热资源种类较为丰富,主要包含余压、烟气、煤气和显热等,主要集中在炼铁、炼钢等工艺环节。炼铁、炼钢工艺环节产生的余热资源占整个钢铁余热资源的60%;各工艺环节中产生的煤气资源占整个钢铁余热资源的50%。同时钢铁企业的自发电机组均为二次能源转换成电能的系统,其中95%为热电发电机组,因此储热技术比储电少一次转换,储能效率更高。2020年钢铁行业不完全统计余热余能发电装机4531.2万千瓦,平均自发电率达53%,主要的装机形式为煤气发电、CCPP、余热发电和蒸汽发电,其中煤气发电的装机占到自发电装机容量的76%,这些都将成为广阔的调峰市场。因此,储热技术在钢铁行业更具备推广适用性和经济性,在巨大的市场前景,需要制定相应标准,引导市场有序健康发展。