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硝酸熔盐储热技术在钢厂未来发展前景和展望

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硝酸熔盐储热技术作为目前大规模储能技术中应用较为成熟稳定的技术,正受到越来越多的重视,并且在清洁能源供热、火电深度调峰、余热回收等领域有了一定规模化的应用。在新的发展形势下,钢铁企业节能提效的力度加大,需要在传统节能的理念上进行创新,储热技术在不同的技术利用余热余能中是一个强大的热管理工具,根据前期的实践证明,熔盐储热系统在钢厂中的创新应用,能够给钢铁企业带来多种益处。

  一是稳定煤气、烧结、转炉等波动较大余热余能资源的热能输出,提高余热发电机组发电效率。以长流程为主钢铁制造流程具有典型的耗散结构特征,使得能源流“质”和“量”具有宽幅波动性,不利于能源的高效利用。利用熔盐储热可以在余热余能资源“质”和“量”增大时进行存储,减少放散和浪费,在余热余能资源“质”和“量”减少时进行放热,维持用热设备的稳定运行;同时还能解决生产侧短时故障带来的紧急停机、系统防冻等功能问题,通过稳定余热余能资源“质”和“量”的稳定性,保证用能设备高效运行,减少放散,从而提高整体能源利用率。

  二是在差别电价约束下,利用峰谷价差生产,保证生产的同事降低企业生产成本。由于峰谷价差越来越大,企业生产成本压力很大,虽然在保证生产的同时企业会采用避峰生产的措施,但充分利用峰谷价差进一步降低成本仍有很大的空间。利用电网的谷价电生产,由熔盐储热系统将余热余能资源储存,在电价高峰时段用储存的余热余能资源发电,企业少用电网的峰价电,通过峰谷套利的形式获得稳定的经济效益。在不影响生产,不影响能源流稳定的情况下,进一步扩大生产成本下降空间,储热在大规模调峰应用具有较大的优势。

  三是在减产减排降耗约束下,通过调峰服务,促进可再生能源消纳,降低单位产能的碳排放,避免大量压缩产能,减少企业损失。在碳排放量结构方面,工业碳排放是继发电之后第二大排放部门,钢铁企业则是工业碳排放的最大行业。2021年1月26日,国务院新闻发布会披露,工信部与国家发改委等相关部门正在研究制定新的产能置换办法和项目备案的指导意见,逐步建立以碳排放、 污染物排放、能耗总量为依据的存量约束机制,因此短期压减产能是一条行之有效的措施。因此,在供给侧和需求侧改革双重压力下,钢铁企业通过配置熔盐储热系统增加企业用能调节灵活性,实现新能源的大幅消纳,从而优化用能结构,将是未来企业生存的重要手段。

  四是参与电力辅助服务,进行需求侧响应,通过低成本电力和服务补贴,增加企业收益。在促进可再生能源消纳的要求下,用户侧参与辅助服务市场的调峰服务,是目前电力体制改革中重要的一项工作,已经有示范区在运行。如甘肃电力需求侧辅助服务市场投运以来,张掖、武威、兰州地区5家企业参与市场交易,涉及碳化硅、铁合金等行业,增加调峰能力20万千瓦,增发新能源578万千瓦时,用户侧收益102.46万元,用户侧参与交易时段内用电成本降低0.18元/千瓦时。以往部分地区出现短时、区域性缺电时,往往需启动有序用电措施,对部分工业进行限电,不可避免会影响企业正常生产,利用储热在限电时发电,尽量减少因为限电影响企业生产,降低企业损失。

  在能源密集型制造业中,钢铁制造行业是迄今为止最受关注的行业,在“碳达峰”“碳中和”的背景下,及钢铁节能空间日趋变窄的严峻形势下,通过充分发挥储热系统在构建多能互补的综合能源体系中的作用,提高余热余能资源利用率,加大可再生能源应用比例,加快推进钢铁能效提升及能源结构优化,同时降低CO2排放和能源成本,这是未来提升企业竞争力的重要途径。

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