沈阳世杰电器苏明：工业领域碳达峰的基本条件

工业园区碳达峰的基本条件是用零碳方式的热源替代碳燃烧方式的热源，如果用现行的电价供暖、供工业用热，成本会高居不下，如何降低用热成本，沈阳世杰电器提出利用超大功率、超大容量电储热技术，把电网低谷时段的弃风电、弃光电、弃水电变成热能存储，采取电储热方式替代燃煤、燃气供热，这是目前比较理想的热源替代方式。

——沈阳世杰电器副总经理苏明

7月14日，国网电商科技有限公司联合北极星电力网在苏州举办“零碳赋能—工业园区综合能源服务专题研讨会”。通过园区政府、用能企业和综合能源服务商的生态对接，打造一个工业园区能源链，打通多方综合能源服务通道，为综合能源服务产业发展赋能。

会上，沈阳世杰电器有限公司副总经理苏明分享主题报告《超大功率电储热技术助力工业用热领域实现碳达峰》。

以下为发言实录：

尊敬的各位领导，各位专家，各位嘉宾，大家上午好。

我们企业主要生产超大功率固体电储热锅炉，在电能替代领域已经做了大量的应用案例和实践，现分享给大家供参考。我给大家汇报的内容分为五个部分。

碳达峰的市场背景

2020年9月份习近平总书记在联合国大会上做了庄严承诺，中国二氧化碳排放力争2030年达到峰值，2060年达到碳中和。根据习近平总书记的要求，去年12月16-18日在北京召开了中央经济工作会议，会议上提了八点任务，其中第八项是做好碳达峰和碳中和工作。依据总书记的指示，国家能源局、国家电网公司及相关部委都做了详细安排和布置。其中国家电网公司12月28日专门做了明确要求，今年5月份中央又做了明确要求，要求各省要有明确的碳达峰路线图和时间表。

工业领域碳达峰的基本条件

碳达峰的基本条件是用零碳方式的热源替代碳燃烧方式的热源。用什么方式替代燃煤、燃气、燃煤方式的热源，主要有电供热、核供热、氢供热等方式可供选择。目前电供热是选择比较多的一种方式。电供热的成本受制于电价，如果用现行电价用于工业用热，那么用热成本会高居不下，如果利用电网的峰谷差，把电网低谷时段的电储存起来用于供热，或在负荷侧建立可以实时调控终端负荷，这样就可以大幅降低用电成本。这两个方面的应用，我们都做过大量实践案例。

利用电网低谷时段的弃风电、弃光电、弃水电采取电储热方式替代燃煤、燃气供热，这是目前比较理想的热源替代方式。

工业园区用电储热方式替代现有热源必须具备三个条件：要有大功率设备，如果工业园区每天的蒸汽用量大于100吨，低谷电时长8小时，那么设备功率大约在10兆瓦左右，这必须要有大功率和超大功率设备，这个设备我们已经造了出来；其次必须有适合的电价，如何电价不适合就要大幅度增加用能成本，那是我们企业不能承担的。最后要有配套的电力接入，现在配电已经到了各个园区没有任何问题，但是用户变压器容量是有限的，因此无法建设大功率电锅炉。如果不依赖于用户变压器，在变压器前端，基于10-110千伏的配电网直接供电，就可以在不改变现在的电网结构的同时，安装大功率电锅炉，减少了变配电成本。

大功率电储热方式的清洁热源，就是在用户侧建设基于电网10千伏到110千伏电压等级的大功率、大容量电储热中心，将电网低谷电、弃风电、弃光电、弃水电和电网低谷时段的核电转化为热能存储，替代燃煤、燃气锅炉供热。实践证明实施电能替代可以大幅度减少二氧化碳排放，还可以提高清洁能源利用率。

超大容量热储能技术简介

为了让大家对大功率设备有简单了解，我简要的介绍一下。高电压等级、大功率电热转换和固体电储热技术是一个全新的产业领域，这项技术的意义就在于突破了大功率电热转换和大容量热储存的功率瓶颈，填补了国内外超大功率固体电热储能技术领域的空白。目前我国的超大功率电热转换和超大容量热储能技术在世界处于技术领先地位。

这项技术完全可以替代抽水蓄能电站的电网调峰作用。明显提高风电、光伏发电、核电等可再生能源的低谷利用率，是智能电网建设不可缺少的重要组成部分。同时为低碳社会提供大功率的清洁热源，有效缓解城乡供暖和工业生产热源与大气污染及碳排放的矛盾。

简单介绍一下原理：

第一个问题是超大功率电热转换。以线路载流量为计，通常园区进户导线大约为600安培左右，如果用380伏供电，最大线路功率300千瓦，相当于0.5蒸顿锅炉，如果用10千伏供电，最大线路功率约1万千瓦，如果用35千伏供电，最大线路功率约4万千瓦，如果用110千伏供电，最大线路功率约12万千瓦。

其次是超大容量的热储能，电热转换有了，热储能是把电网低谷时段的垃圾电拣回来变成热存储进行24小时释放。低谷电时长约8-10小时，如果作调峰只有五六个小时。把不连续能源变成连续的就要存储。主流存储方式有水储热、相变储热、固体储热，这三条路线我们都做过。考虑到安全、绝缘、大容量、长寿命等因素，我们选择了固体大温差储热。在大温差情况下，通常每立方米可以储热300-500千瓦时，应该已经优于现有的储能材料。现在所有技术已经都通过了国家级实验，其中110千伏的设备安在了张家口冬奥会现场。

设备有热水、蒸汽等多种输出形式，综合热效率大于95%。设备的最大使用优势，固体储热对比其他储热方式单位储热密度大，占地面积小。第二个固体储热介质是无压，存储过程中无压的，对场地没有特殊要求，也不需要做安评和环评，因为没有易燃易爆风险。热输出是10-150%，设备自动运行，设备本身基本上没有耗材。

应用简介

我们应用领域主要两个，一个是发电侧用于热电机组灵活性改造，再一个负荷侧大面积清洁供暖和工业生产用热。负荷侧有两个场景，第一个场景依托于现有低谷电，还有一个作为可中断负荷，参与负荷侧电网调峰。

关于工业园区的用能成本，我们做的项目接触过六种电价，这些我们都做过，各个场景不一样。因为困扰大家的是电价问题，尤其是前一段煤改电项目，靠政府补贴，政府不补贴就没有办法用了，这是不可持续的。我们一定要市场化行为、市场化运作，操作才能可长久持续。

目前我们接触过的电价大致有：大工业低谷电价、一般工商业低谷电价、清洁供热电价、风电置换电价、市场交易电价、可中断负荷电价等六种，具体采用哪种电价要依据用户现场情况考量确定。

企业简介：

沈阳世杰电器有限公司成立于2008年，注册资本1亿元，十二年来，专注于超大功率电热转换技术和超大容量固体热储能技术的科研与开发，是国内唯一专业生产35kV、66 kV、110 kV电压等级，超大功率固体储热式电锅炉的国家高新技术企业，本领域省标、行标主编单位。公司自主研发的超大功率固体热储能设备，单机最大功率10万千瓦，储热能力100万千瓦时，已经投运项目最大功率32万千瓦，累计已经投运设备功率超过350万千瓦，储热能力超过30吉瓦时，是这一专业技术领域的领军团队。

公司拥有国内、国外高电压大功率电热转换及固体热储能的多项核心技术，已经获得30项国家发明专利、60项实用新型专利和1项欧盟专利。这些技术可以广泛用于“弃风电消纳、火电机组深度调峰灵活性改造、大功率工业热源、城市大面积清洁供暖”等用热领域，能明显提高风电、光电、核电等清洁能源利用率，是国家“源-网-荷-储”智能电网建设的重要支撑技术。

先后承担了国家科技支撑“大容量储热提升可再生能源消纳关键技术项目”、国家专项资金“国家储备粮库粮食干燥项目”、国家能源局“弃风电消纳清洁供暖项目”、国家电网“三江源4500米高海拔地区大功率清洁供暖项目”等多个国家级科研及清洁供暖示范项目。

高电压大功率固体电储热技术2010年通过辽宁省科技成果鉴定；先后获得沈阳市科技进步二等奖、大连市科技进步一等奖、辽宁省科技进步一等奖、国家电网公司科技进步一等奖、中国电力科技进步一等奖、中国电力创新一等奖、中国机械工业科学技术二等奖、中国电工科学技术二等奖、2019度获得国家科技进步二等奖等荣誉。

以上就是我的汇报，如果大家有特殊应用场景，我们可以共同探讨，我们愿意用我们的技术跟大家共同分享，为零碳作出贡献，谢谢。