基于“双碳”背景的储热技术及其发展趋势

在双碳目标驱动下，未来灵活性电源、需求侧响应能力的建设将是一个持续的且必要的巨大需求，储热是大规模储能的一种，必将参与其中。但在当前，储热行业发展还面临储热供暖成本依然较高，附加值有限、参与电力辅助服务领域较少、标准体系缺失等问题，需要在未来发展中进一步攻关。

在6月22-23日于常州召开的2021年第三届中国储热大会上，国家电投集团科学技术研究院储能技术研究所副所长白宁就“‘双碳’目标下的储热技术及其发展趋势”作主题演讲。

储热在双碳目标下的应用价值

新型电力系统是可再生能源主导的电力系统，未来我国可再生能源发电量占比逐步提高，预计2030年超过50%，2050年达到70%以上。可再生能源将逐步成为电力系统第一大主力电源，随着新能源占比的提升，系统调节能力不足的问题日益加深，火电出力水平已经降低到极限，消纳能力接近极限。

白宁介绍称，未来灵活性电源、需求侧响应能力的建设是一个持续的且必要的巨大需求，储热是大规模储能的一种，必须参与。目前，储热（冷）技术在火电灵活性改造、需求侧管理措施、可再生能源消纳及其他形式的应用具有重要的作用。随着储热应用技术的进步，成本的进一步降低，其布局灵活、能量效率高、规模大等优势将不断凸显。

▲储热在“双碳”目标下的价值体现

在一系列政策的支持下，大规模储热供热发展将迎来机遇，白宁强调，“风光水火储一体化”、“源网荷储一体化”这两个一体化发展政策的出台将为储能发展带来更多机遇，推动更多储热技术应用。

储热行业发展的问题与建议

白宁在发言中提到了目前储热行业发展面临的几个问题并给出了相应建议，他指出，目前储热供暖成本依然较高，附加值有限。对此，应完善供暖价格体系，加大政策支持。具体而言，要建立清洁供暖的价格体系，包括供暖电价补贴、峰谷电价机制、取暖价格收费标准等，此外明确建设补贴，包括初投资补贴、管网建设费、接口费（两部制价格）等，与此同时，推进可再生能源清洁供暖的配套政策。

另一个问题是，储热参与电力辅助服务领域较少，目前，只有火电灵活性改造还有储热技术参与的可能性，随着火电未来发展受限市场会一直萎缩。对此，应做好技术升级，积极参与电力辅助服务，提升电网的灵活性，参与调峰/调频/备用/黑启动/需求侧响应（可中断负荷），同时争取政策支持，将供热与辅助服务有效的结合，在经济上打组合拳。

此外，储热技术进步需加强，目前存在应用痛点。这个问题主要体现在两个方面，一是品质问题，“供蒸汽”的技术依然没有较大突破，市场很大，但是成本、运维等难点依然存在；二是容量问题，大规模储热存在巨大需求（核电的调峰、跨季节光热供暖），但技术需要突破。

对此，白宁建议要依靠技术进步、推动应用。具体来看，可以利用熔盐、高温相变材料、热化学储热等技术进行升级和优化、解决成本，系统复杂、运维成本高、占地等问题。依托“两个一体化”等政策，推动新技术的示范，以示范项目驱动技术推广。

与此同时，储热行业还面临标准体系缺失的问题，部分企业缺乏社会责任，为短期利益，侵害整个行业发展。对此，要加快建立健全标准体系，在设计、建造、评价、施工各个环节做到客观评价，对企业而言，各企业在项目建设中要珍惜自己的羽毛，加强自我监管，维护行业信誉。

国家电投的储热发展

据白宁介绍，国家电投集团建设清洁供暖总规模33830MWh，投运规模3102MWh，在建规模29928MWh，投运项目13个，在建项目10 个，储能清洁供暖项目覆盖大型楼宇储能供热、城镇小区储能供热、工业园区储能供热、清洁燃煤供热机组储能供热、大型可再生能源基地储能供热等多种类型。

▲国家电投集团储热标准体系建设

当前，国家电投储热技术研发方向已经覆盖水储热、相变储热、固体储热、熔盐储热等多种储热技术路径，依托其高性能的储能技术，已建成宝之谷国际会议中心综合智慧能源示范项目、内蒙古通辽霍林河坑口发电公司电储热调峰项目等多个储热供暖及综合智慧能源示范项目。

▲国家电投集团关键技术研究方向

下一步，国家电投集团将基于现有斜温层水储热技术，进一步开展多分层多温区、高承压、堆积床、基于自然循环的分布式系统等技术研究，进一步提高水储热系统的储能密度和供热品质（种类）。此外，国家电投集团还将基于多种储热技术开展大规模跨季节储热技术及多能互补系统方案研究。