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水蓄熱、固體蓄熱、相變蓄熱，三大主流電蓄熱技術路線，分別適用于哪些應用場景？這是一個采購方經常咨詢到的問題。

一、水蓄熱及其應用場景

水蓄熱電鍋爐系統主要包括電鍋爐、蓄熱水罐和供熱管網3部分：電鍋爐負責將電能轉化成熱能作為供熱熱源；蓄熱水罐負責將電鍋爐產生的部分熱能儲存起來，待電熱鍋爐停運時替代后者對外釋放熱能；供熱管網（含板式換熱器和循環(huán)泵等設備）負責按需將熱源處的熱量送給熱用戶。

水蓄熱電鍋爐在用電低谷時段電力將水加熱，并儲存在具有保溫功能的水箱里，在峰電、平電時段以熱水的形式進行輸出（熱水溫度通常為35℃~85℃）。

水儲熱技術具有熱效率高、運行費用低、運行安全穩(wěn)定、維修方便等優(yōu)點，在國內外都有很多應用實例，因需增設水箱，故與固體蓄熱電鍋爐相比，存在儲水罐體積較大、受占地空間限制等問題。

在風電消納、火電靈活性改造、清潔供暖等多領域應用場景，眾多已建成的項目實例證明了水蓄熱的商業(yè)可利用價值。

1、應用于西北地區(qū)可再生能源消納

在各類蓄熱技術中，電鍋爐+水蓄熱在西北地區(qū)清潔能源消納方面的適用性最佳。

在西北地區(qū)，電鍋爐+水蓄熱以大規(guī)模的百萬平方米供暖面積的項目為主，眾多實踐案例已經充分證明了這項技術的經濟可行性，以及其在消納可再生能源方面的適用性。

▍中如智慧能源臨澤縣水蓄熱供暖項目

該項目配置3臺10000m³儲熱系統，可實現供暖面積300萬㎡，就地消納電量4.7億千瓦時，對西北地區(qū)消納棄風光電能起到重要作用。

▍甘肅某縣城老城區(qū)集中供熱項目

該項目總供暖面積160萬㎡，熱源為一座燃煤鍋爐房，2019年對其進行清潔能源集中供熱改造，新建電極鍋爐（帶蓄熱）房，完全替代原燃煤鍋爐承擔該縣城老城區(qū)的集中供熱。

項目最終設計裝機為4×40MW電極鍋爐+3×10000m³蓄熱水罐，靜態(tài)總投資約10500萬元，建設期4個月，建設當年投入投用，年凈收益約1200萬元，財務內部收益率為10.3%，投資回收期為9年。項目投用后，年消納風（光）電量總計達17964.06萬kWh。

▍敦煌市重點民生工程高比例新能源供熱示范項目

該項目于2022年11月1日正式投用，是全國首個已建規(guī)模最大的電極鍋爐供暖項目。項目先后建成8臺40兆瓦高壓電極蓄熱鍋爐、2座蓄熱罐、10座換熱站等設施設備，成為創(chuàng)建國家高比例新能源示范城市的示范性項目。

2、應用于火電廠調峰

水蓄熱技術在火電廠調峰上有廣泛應用，主要用于熱電廠供暖季的熱電解耦，提高供熱機組的運行靈活性。以蒸汽為熱源的水蓄熱，投資成本和運行費用較低，既能夠增加熱電廠的低負荷運行能力，也能夠增加高峰時段的頂負荷能力，具有較強的技術優(yōu)勢和市場競爭力。但同時，水蓄熱也存在儲熱密度低，空間占用大的問題，尤其是城市區(qū)域的熱電廠改造可能存在一些空間利用的問題。

▍松花江第一熱電分公司調峰項目

2021年，由國家電投中央研究院研發(fā)的高性能斜溫層水蓄熱/蓄冷技術在松花江第一熱電分公司儲熱調峰項目中成功應用。5000m³斜溫層蓄熱水罐，按照設計值，每年可為該廠節(jié)約標煤5萬噸以上，增加機組調峰能力120兆瓦，在冬季同等負荷條件下，供熱面積增加200余萬平方米。2022年，該廠火電參與電力調峰時長超3200小時，帶來收益7000萬元。

目前，在我國電鍋爐+水蓄熱這一細分市場中，以上海中如智慧能源集團有限公司、山東北辰機電設備股份有限公司等為代表的行業(yè)領先企業(yè)發(fā)揮了帶頭作用，在市場建設、行業(yè)生態(tài)建設等方面貢獻突出。如在甘肅的蘭州、酒泉、金塔，河北的張家口、尚義、石家莊，內蒙古的赤峰、新疆等多個地區(qū)，中如智慧能源和北辰機電已經落地了多個項目，大大推動了水蓄熱技術的市場應用。

二、固體蓄熱及其應用場景

固體電蓄熱技術是在谷值電價時利用電加熱設備直接將電能轉化為熱能，并儲存于固體儲熱器；在峰值電價時與供暖系統熱水進行換熱，進而為建筑供暖的技術。其工作過程與水蓄熱電鍋爐大致相同，不同之處是蓄熱體為固體材料。固體蓄熱電鍋爐多采用鎂磚、固體合金、頁巖磚、混凝土等可實現較高蓄熱溫度（可達750℃左右）的蓄熱材料。

高溫固體具有儲熱密度大、儲熱溫度高、儲熱體積小等優(yōu)點，不但克服液體儲熱技術的缺點，而且兼具環(huán)保、高效、節(jié)能、安全等多項優(yōu)勢。固體蓄熱機組可實現低谷電蓄熱，夜間儲能、日間用能，錯峰利用能源，具備更高的經濟性和靈活性。與水蓄熱電鍋爐相比，固體蓄熱電鍋爐無需設置水箱，占地面積較小，但投資較高。

在多種電蓄熱技術路線中，固體電蓄熱技術以其原理簡單、技術成熟、成本可控、應用案例多等顯著優(yōu)勢，占據重要地位，由此也吸引了諸多玩家涌入，市場競爭日趨激烈。（下文僅介紹固體蓄熱技術在大型集中式供熱中的應用，小型的分散式固體蓄熱電暖器不作介紹）

1、應用于火電廠調峰

固體蓄熱鍋爐突破了電熱轉換及熱儲能過程中的超大功率技術瓶頸，而且建設成本低、周期短，在電網調峰中可發(fā)揮重要作用。在不影響機組運行的情況下，固體電蓄熱調峰爐是很快實現深度調峰的一個有力手段。

固體蓄熱技術在調峰階段，利用電加熱裝置將蓄熱磚體加熱到700℃~800℃高溫蓄熱。放熱時，循環(huán)風在風機的帶動下經過高溫蓄能體后變成高溫風，高溫風經過換熱器，將熱量傳遞給換熱器內的水，重新成為低溫風，繼續(xù)循環(huán)，換熱器內的水吸收熱量后輸出高溫熱水。

▍華能營口熱電廠12萬千瓦電鍋爐蓄熱調峰項目

該項目于2022年11月投產，是華能集團批復的首個獨立投資建設的電蓄熱調峰項目，項目固體電蓄熱熱水鍋爐由沈陽恒久安泰環(huán)保與節(jié)能科技有限公司工程總承包，其中總建設電調峰鍋爐120MW，分別為2臺40MW電極熱水鍋爐和4臺10MW固體電蓄熱熱水鍋爐。項目投運后可實現兩臺火電機組調峰“零負荷”運行，增加緊急備用熱源280萬平方米，進一步提升供熱安全性。

該項目是為響應國家火電靈活性改造政策要求和地區(qū)供熱發(fā)展需要，提高機組熱期深度調峰能力和供熱能力，對原有燃煤供熱機組進行改造，該電蓄熱調峰供暖項目也是華能營口電廠第一個備用熱源調峰供暖項目，對保民生供熱、機組調峰、促進清潔能源發(fā)展具有重要意義。

2、應用于西北地區(qū)可再生能源消納

固體電蓄熱鍋爐蓄熱能力大，占地面積小，具有足夠大的蓄能系統，可在夜間利用低谷電進行儲能，在白天進行供暖、供能，同時解決了供暖和風電低谷消納的問題。得益于峰谷電價、西部地區(qū)電能過剩和“煤改電”的政策鼓勵，清潔無污染的谷電固體蓄熱供暖得到了廣泛的應用。

▍青海省貴南縣清潔供暖源網荷儲一體化項目

該項目由黃河公司青南分公司建設，于2022年10月份正式投運，標志著中國海拔最高、單體容量最大固體蓄熱式電鍋爐正式運行，為當地藏族民眾送去了“綠色溫暖”。

項目采用3臺8.5兆瓦“蓄熱式電鍋爐”+“空氣熱源泵”技術取代傳統燃煤鍋爐，由內蒙古梅捷新能源科技有限公司供貨安裝。是目前中國國內海拔最高、單體容量最大的固體蓄熱式電鍋爐。項目建成后將新能源電能就地消納轉化為熱能，實現了由“綠電”帶動“綠暖”的清潔供暖新模式。

3、應用于工業(yè)場景供蒸汽

蒸汽是工業(yè)生產所需的重要能源介質，化工、紡織、印染、食品、醫(yī)藥、水泥等傳統工業(yè)的生產流程都離不開蒸汽，可以說，沒有蒸汽，工業(yè)生產活動就無法繼續(xù)。利用固體蓄熱技術生產工業(yè)蒸汽，在技術上已經比較成熟，相關的案例也越來越多。

▍貴州小糊涂仙酒廠固體蓄熱式電蒸汽鍋爐示范項目

2022年，國家電投金元智慧能源公司在小糊涂仙酒廠投資建成貴州首臺固體蓄熱式電蒸汽鍋爐。作為貴州省儲熱的示范性項目，該項目裝機容量9.5MW，全年可為酒廠提供蒸汽3萬噸，它是一種新型、節(jié)能、環(huán)保、低噪的電蒸汽鍋爐，利用電加熱元件將低谷電以熱能的形式存儲，用電高峰時將熱量釋放，加熱軟水變成蒸汽，供釀酒車間使用。與同等燃氣鍋爐相比，每年可減少約2100萬立方米二氧化硫、氮氧化物等廢氣的排放。

三、相變儲熱及其應用場景

相變儲熱技術是利用儲熱體在發(fā)生相變時需要吸收或釋放相變潛熱的原理進行熱能的存儲和利用，可有效收集并利用低品位熱量，解決能量供求在時間和空間上不匹配的矛盾，是提高能源利用率的有效手段。其具有儲熱密度高、儲釋熱過程溫度恒定等優(yōu)點。

目前，相變電儲熱技術結構主要有兩種：一種是類似于水儲熱技術，將相變儲熱裝置替代儲水罐，在電價谷值時，開啟電鍋爐制熱，并利用相變儲熱裝置將熱量進行儲存，在電價峰值時，相變儲熱裝置為建筑供暖；另一種類似于高溫固體電儲熱技術，將相變材料做成相變材料磚，并放置于固體儲熱器中，在電價谷值時直接儲存電加熱裝置的熱量，在電價峰值時為建筑供暖。

1、應用于建筑供暖

相變蓄熱供暖措施主要是在夜晚對谷電蓄熱進行充分利用白天進行集中供暖，有效避開白天的用電高峰，這是對深夜用電潛力的深入挖掘和充分利用，對電網削峰填谷目標的有效實現具有積極促進作用，使采暖運行費用大幅度降低，使熱能得到充分利用。

相變蓄熱供暖具有較高的環(huán)保性和安全性，在良好的環(huán)境中能夠長時間使用，組成結構簡單，維護和保養(yǎng)極為便利，重點是具有較大的蓄熱密度，熱能的損失較小，占地面積較小，對熱能的傳遞和控制極為方便。

▍中央民族樂團東煤廠胡同11號院相變蓄熱清潔供暖項目

該項目位于北京核心區(qū)，毗鄰北海公園和恭王府，距故宮北門僅1.8公里，地段重要，人員密集，對清潔供暖改造方案的穩(wěn)定性、環(huán)保性要求非常高。賀邁新能源自主研發(fā)的高效相變材料及熱池具有高儲能密度、無毒、安全、穩(wěn)定等特點，最終在眾多儲能設備選型中勝出。

賀邁新能源科技有限公司為該項目提供了21臺高效儲能熱池和智能控制系統，夜間谷電時段使用電鍋爐為建筑供熱的同時為熱池充熱，白天非谷電時段熱池提供熱量為建筑供暖，基本上可利用廉價清潔的谷電滿足建筑全天供暖；賀邁智能控制系統可根據供暖需求自動調節(jié)，進一步減少能源浪費。

▍北京市首個高效相變蓄熱供暖合同能源管理項目

該項目旨在將園區(qū)辦公樓的供暖方式由燃氣鍋爐（化石能源）改造為高效PCM相變柔性熱池谷電蓄熱（非化石能源）供暖，涉及供暖面積4.6萬平方米。

項目采用安興高科自主研發(fā)的高效相變柔性熱池蓄熱技術，相比普通水箱，蓄熱量可增加2至3倍，即相同的供暖面積，水箱體積可縮小2至3倍。

該項目可有效消納“谷電”，實現“削峰填谷”，減小電網負荷峰谷差，使發(fā)電、用電趨于平衡。

2、應用于工業(yè)場景供蒸汽

相變儲熱技術在工業(yè)蒸汽領域理論上也可應用，但在實際上的應用案例極少，經濟性欠佳。

▍蘇州某高溫相變蓄熱項目

江蘇某企業(yè)位于蘇州市工業(yè)園區(qū)內，是一家國內知名的電子制造企業(yè)，主要生產集成電路板等產品。該企業(yè)生產工藝中要求需大量蒸汽烘干印刷電路板，企業(yè)原先采用一臺容量為360 kW電加熱蒸汽爐，加熱產生120℃蒸汽，經熱力管道通到生產線上。由于蒸汽無法儲存，電蒸汽鍋爐一般在白天生產高峰期使用，電費成本十分高昂。為降低制造蒸汽成本，在經過多種技術比較后，企業(yè)決定將原來電加熱蒸汽爐改造為高溫相變蓄熱系統，用相變蓄熱方式提供高溫蒸汽。

高溫相變蓄熱系統在谷電時段將電蒸汽鍋爐產生的熱量儲存在熱庫中，在峰電時段關閉電蒸汽鍋爐，釋放熱庫熱量，通過高效換熱器產生穩(wěn)定的120℃的蒸汽，整套系統可穩(wěn)定滿足企業(yè)烘干工藝中末端蒸汽需求，實現了電量和負荷的“移峰填谷”。

雙碳目標下，作為儲能技術的一個重要分支，電蓄熱市場也將迎來更廣闊的市場空間。據相關機構統計，到2030年，全球蓄熱市場規(guī)模將擴大三倍以上，在未來10年，蓄熱裝機容量將增長到800GWh以上。在可再生能源消納、清潔供熱、工業(yè)蒸汽、電力輔助服務、綜合能源服務等多個市場的推動下，各類蓄熱技術將持續(xù)發(fā)展，市場化逐步成熟。在選擇合適的儲熱技術路線時，應根據實際的應用場景和條件，綜合考量，擇優(yōu)選擇。

原標題：三大主流電蓄熱技術，適用于哪些場景？