熔盐储热在火电厂灵活性改造项目中的盈利模式
一、参与电力市场交易盈利
(1)调峰辅助服务市场
依据《山西省可再生能源发展“十四五”规划》,到2025年,风光新能源装机预计达到8000万千瓦左右。由于新能源出力具有显著的波动性,这使得电网的调峰需求急剧增加。火电厂借助熔盐储热系统,能够在电网负荷低谷阶段,将机组产生的多余热量储存起来,而在负荷高峰时释放储存的热量用于发电。通过这种方式,火电厂可以灵活地调节自身的负荷率,从而更有效地参与电网调峰。
山西省在调峰辅助服务市场的政策支持力度较大。《关于推进电力调峰辅助服务市场建设的通知》(2021年)明确规定,火电机组通过灵活性改造(例如加装储能设备)参与深度调峰,能够获得相应的补偿费用。其具体补偿标准如下:当火电机组负荷率处于40%-50%区间时,补偿范围为0.1-0.3元/千瓦时;若负荷率低于40%,补偿标准则提升至0.3-0.5元/千瓦时。据相关数据统计,部分实施熔盐储热改造的火电厂,在参与调峰辅助服务市场后,每年调峰补偿收入可达数百万元,为企业带来了可观的经济效益。
(2)调频辅助服务市场
根据《山西电力一次调频市场交易实施细则(试行)》,新型储能被允许参与一次调频市场,其调频服务报价范围设定为5—10元/兆瓦。熔盐储热系统凭借自身快速响应的特性,能够敏锐捕捉电网频率变化,并迅速调整火电机组的出力,进而为电网提供优质的调频服务并获取收益。此外,《关于完善山西电力辅助服务市场有关事项的通知》积极鼓励独立储能参与二次调频市场。若火电厂的熔盐储热系统以独立储能的形式参与二次调频,将进一步拓宽盈利渠道。从实际运营数据来看,参与调频辅助服务市场的火电厂,每年调频收益可增加数十万元至上百万元不等,有效提升了企业的盈利水平。
(3)电力现货市场
山西省积极推动新型储能参与中长期市场和现货市场,旨在构建储能和电网双赢的良好格局。火电厂的熔盐储热系统可以依据电力现货市场实时的电价波动情况,灵活调整发电策略。在电价处于高位时,增加发电量,以获取更高的售电收入;而在电价较低时,减少发电并将多余的电能转化为热能储存起来。山西电力现货市场已实现常态化运行,峰谷电价差最高可达0.8元/千瓦时。通过合理利用峰谷电价差,部分火电厂在电力现货市场中,每年可额外获得数百万元的利润,充分彰显了熔盐储热系统在电力现货市场中的盈利潜力。
(4)新能源消纳奖励
熔盐储热系统具备储存弃风弃光时段电能的能力,它通过电加热的方式将电能转化为热能储存起来,在电力需求高峰或新能源发电不足时,再将储存的热能转化为电能释放出来。这种方式间接提升了新能源的消纳比例,火电厂也因此能够获取相应的奖励。根据山西省《关于促进新能源消纳的若干措施》,火电厂通过储能配合新能源发电,每消纳1万千瓦时新能源电量,可获得0.05元/千瓦时的奖励。随着新能源装机规模的不断扩大,弃风弃光现象时有发生,熔盐储热系统在新能源消纳方面的作用日益凸显。一些火电厂依靠熔盐储热系统参与新能源消纳,每年获得的奖励资金可达数十万元,为企业增加了新的盈利点。
(5)火电灵活性改造补贴
熔盐储热系统对火电厂机组调峰能力的提升效果显著,可使机组调峰能力提高20%-30%,同时能够大幅降低最小技术出力。这使得火电厂能够快速满足火电灵活性改造的相关标准,并获得相应的补贴。《山西省煤电机组灵活性改造实施方案》提出,对完成改造的机组给予一次性补贴,补贴标准约为50-100元/千瓦。以一台装机容量为30万千瓦的火电机组为例,完成熔盐储热系统改造后,可获得的一次性补贴金额在1500万元至3000万元之间,这为火电厂实施灵活性改造提供了有力的资金支持。
二、降低运营成本间接盈利
(1)提高机组效率
《山西省能源领域2024—2025年节能降碳行动计划》明确提出要推进燃煤发电提效降碳工作。熔盐储热系统能够对火电机组的热力循环进行优化,有效减少热损失,提升机组的发电效率。研究数据表明,安装熔盐储热系统后,火电机组的发电效率可提高3%-5%。在完成相同发电量的情况下,单位发电成本会相应降低。例如,某火电厂在安装熔盐储热系统前,单位发电成本为0.35元/千瓦时,安装后降至0.33元/千瓦时。按照该电厂年发电量30亿千瓦时计算,每年可节省成本600万元,这部分节省的成本直接转化为企业的利润,同时也助力火电厂实现节能降碳的目标。
(2)减少设备磨损
随着大量新能源接入电网,火电机组需要频繁调整负荷。频繁的负荷调整会导致机组频繁启停和大幅度负荷变化,这对设备造成了较大的应力,加速了设备的磨损,增加了维修成本,同时也会带来因设备维修导致的停机损失。熔盐储热系统参与调峰等运行后,能够有效减少火电机组的这些负荷变化。据统计,采用熔盐储热系统后,火电机组的设备维修次数可减少20%-30%,设备使用寿命可延长3-5年。以某火电厂为例,每年因设备维修产生的费用约为200万元,采用熔盐储热系统后,维修费用降至140万元左右,每年可节省60万元维修成本,同时减少了因设备维修带来的停机损失,间接提高了企业的经济效益。
三、拓展综合能源服务盈利
(1)工业供热
火电厂可以利用熔盐储热系统将多余的蒸汽以及谷电转化为热能并储存起来,然后为周边的工业企业提供供热服务,并收取相应的供热费用。这种能源梯级利用的方式,提高了能源的综合利用效率,符合《山西省能源领域2024—2025年节能降碳行动计划》中关于能源高效利用的要求。以某火电厂为例,其周边有多家工业企业,通过为这些企业供热,每年可获得供热收入500万元左右。同时,由于能源利用效率的提高,减少了能源浪费,降低了生产成本,进一步提升了企业的经济效益。
(2)与新能源协同发展
《山西省能源领域2024—2025年节能降碳行动计划》强调要提高可再生能源消纳水平。火电厂的熔盐储热系统可与风电、光伏等新能源配套协同发展。当新能源发电过剩时,熔盐储热系统将多余的电能转化为热能储存起来;当新能源发电不足时,释放储存的热能用于发电或者供热,为新能源项目提供稳定的电力支持。通过这种方式,火电厂不仅可以获得与新能源项目合作的收益,还可能参与新能源电力市场获得相关补贴等。部分火电厂通过与新能源项目协同发展,每年可获得合作收益及补贴共计200万元左右,同时提升了新能源消纳率,实现了多能互补,促进了能源的可持续发展。
本文来源:中国储能网