固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)，通過(guò)“電能→熱能→熱能再利用”的路徑，將波動(dòng)性風(fēng)光電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定供熱能源，兼具調(diào)峰、減排和經(jīng)濟(jì)性，是可再生能源消納與清潔供暖轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵技術(shù)之一，也會(huì)成為零碳園區(qū)、零碳工廠建設(shè)所需要的零碳熱源解決方案之一。根據(jù)終端熱量輸出的形式不同，固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)可以分為固體儲(chǔ)能熱水機(jī)組、固體儲(chǔ)能蒸汽機(jī)組、固體儲(chǔ)能熱風(fēng)機(jī)組、固體儲(chǔ)能導(dǎo)熱油機(jī)組。

以金喆新能源的固體儲(chǔ)能熱水機(jī)組為例，該設(shè)備可將電、無(wú)法消納的風(fēng)電和光電等電能轉(zhuǎn)化為熱能儲(chǔ)存在固態(tài)儲(chǔ)熱介質(zhì)內(nèi)，通過(guò)有效控制熱量輸出，實(shí)現(xiàn)居民供暖、商業(yè)供暖、園區(qū)供暖、補(bǔ)充供暖等各種供暖需求。系統(tǒng)圖如下：

固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)，與風(fēng)光電配套應(yīng)用的形式仍在不斷實(shí)踐中，但基本可概況為以下3個(gè)方面

（1）平抑風(fēng)光電的波動(dòng)性

-低谷時(shí)段消納：在夜間或風(fēng)光發(fā)電過(guò)剩時(shí)（如風(fēng)電大發(fā)期、光伏午間峰值），利用低價(jià)或棄風(fēng)棄光電能啟動(dòng)電鍋爐蓄熱。

- 高峰時(shí)段替代：在用電/用熱高峰時(shí)釋放儲(chǔ)存的熱能，減少電網(wǎng)負(fù)荷壓力，降低對(duì)化石能源調(diào)峰的依賴。

（2）解決“棄風(fēng)棄光”問(wèn)題

- 直接消納多余電力：將原本無(wú)法并網(wǎng)的風(fēng)光電能轉(zhuǎn)化為熱能存儲(chǔ)，減少可再生能源浪費(fèi)。

- 參與電力輔助服務(wù)：響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰需求，獲取收益并提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。

（3）與能源系統(tǒng)協(xié)同

- 多能互補(bǔ)系統(tǒng)：與風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站、電網(wǎng)聯(lián)合調(diào)度，作為靈活負(fù)荷調(diào)節(jié)發(fā)電側(cè)與用電側(cè)的平衡。

-替代傳統(tǒng)熱源：在北方供暖地區(qū)替代燃煤鍋爐，實(shí)現(xiàn)“綠色供熱”。

固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)在風(fēng)光電配套應(yīng)用中具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1. 高效經(jīng)濟(jì)：儲(chǔ)熱密度高，成本低于電池儲(chǔ)能。

2. 快速響應(yīng)：可在幾分鐘內(nèi)啟動(dòng)，適應(yīng)電網(wǎng)頻繁調(diào)度的需求。

3. 柔性負(fù)荷：用電負(fù)荷具有周期性、可中斷、可調(diào)節(jié)、可雙向互動(dòng)等負(fù)荷特性，是典型的柔性負(fù)荷，可作為平移負(fù)荷參與電網(wǎng)調(diào)度。

4. 實(shí)現(xiàn)熱源電氣化與低碳化：據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，我國(guó)終端能源消耗中，熱能消耗是電能的3倍，在電能消耗中，有1/4是轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)使用的。因此，在清潔能源比例不斷提高的背景下，終端能源消費(fèi)的清潔化和電氣化水平也將進(jìn)一步提高，在這個(gè)過(guò)程中，固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組可發(fā)揮巨大作用。

5. 能量釋放形式多樣：蒸汽、熱水、熱風(fēng)、導(dǎo)熱油等終端用熱形式均可實(shí)現(xiàn)。

固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)與風(fēng)光電配套應(yīng)用場(chǎng)景

1. 區(qū)域集中供熱：為城鎮(zhèn)提供穩(wěn)定熱源，尤其適合風(fēng)電豐富的“三北”地區(qū)。

2. 工業(yè)蒸汽供應(yīng)：為食品加工、紡織等企業(yè)提供低碳工藝熱能。

3. 微電網(wǎng)系統(tǒng)：與分布式風(fēng)光配建，實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)或并網(wǎng)型清潔能源微網(wǎng)。

固體儲(chǔ)能供熱系統(tǒng)與風(fēng)光電配套應(yīng)用的挑戰(zhàn)與對(duì)策

1. 初始投資高：雖然綠電供熱有明顯的成本優(yōu)勢(shì)，但初始投資費(fèi)用要高于燃煤、燃?xì)獾葌鹘y(tǒng)能源形式，因此，用戶均比較關(guān)注投資回報(bào)周期。

2. 熱能傳輸限制：適合就近消納，需與供熱管網(wǎng)規(guī)劃結(jié)合。

3. 電價(jià)機(jī)制依賴：需分時(shí)電價(jià)或市場(chǎng)化交易機(jī)制（如現(xiàn)貨市場(chǎng)）提升經(jīng)濟(jì)性。

金喆固體儲(chǔ)能供熱機(jī)組風(fēng)電全額自消納供熱案例

項(xiàng)目單位：中國(guó)石油天然氣股份有限公司華北油田分公司

應(yīng)用功率：加熱功率7290KW、額定蒸汽產(chǎn)量：6噸/小時(shí)

項(xiàng)目地點(diǎn)：內(nèi)蒙古二連浩特市西蘇作業(yè)區(qū)

項(xiàng)目概況：本項(xiàng)目為中石油系統(tǒng)首例風(fēng)電全額自消納綠色能源示范項(xiàng)目，為末站生產(chǎn)工藝加熱提供蒸汽，用清潔能源電力和低價(jià)谷電替代燃油蒸汽鍋爐，降碳環(huán)保的同時(shí)有效降低了運(yùn)行成本。