常州金坛金能电力有限公司——电-热-汽高效互补的工业蒸汽供应电气化技术及成套装备应用

项目基础信息

项目名称：电-热-汽高效互补的工业蒸汽供应电气化技术及成套装备应用

项目所在地：江苏省/常州市/金坛区

项目中标时间：

项目经营期限：2023/10/15

合同签署时间：

开始运维时间2023/10/15

项目运作模式：自有

项目服务面积或人口(估计)：1000平方

项目工作人员数量：34人

项目投资总额：购置新型电蓄热工业蒸汽供给系统成套装备、光伏、电化学储能总计500万元

项目简介

蒸汽用热占全国总用能的30%以上，而现蒸汽制取仍以燃煤、燃气为主，常规电锅炉效率低且工业蒸汽需求大，持续制汽导致电价昂贵。常州金坛金能电力有限公司针对此情况，研发了电-热-汽高效互补的工业蒸汽供应电气化技术及成套装备，将热泵与蓄热技术相结合，通过余热回收、蒸汽存储等方式，利用谷电蓄热储电、日间光伏动态补热实现低碳、低成本制取蒸汽，同时压缩机增温增压满足不同温度需求，每吨蒸汽耗电量由750kWh降至410kWh，系统能效比可达1.85，制汽成本降低50%。实现了企业废气废水的能源循环利用和梯级利用，广泛适用于有余热资源和光伏、风能等新能源的客户。同时创新研发了电热双向柔性协同系统，实现分布式光伏自适应就地消纳，解决电能供需错位问题。

该项目现运用于常州金坛金能基地-波仕曼工业园区，基地现已建设两期光伏屋顶共692kw，满足公司需求后光伏仍有富余，园区内波仕曼服装厂有高温蒸汽需求，但原先使用生物质锅炉制汽不满足上级单位验厂碳排放标准。项目运用后，基地将富余光伏资源转变为热为基地展厅供暖同时蒸汽售卖与波仕曼，光伏绿电消纳比例提升35%，服装厂用低价买绿色蒸汽，获得外贸订单并降低自己用能成本每年可减少碳排放160吨，实现了园区电热资源互济共赢。

项目全景图

创新发展信息

项目创新发展亮点：

1.创新运管及商业模式：项目充分整合园区资源，金能基地自建运行蒸汽发生装置一套，利用电网谷电时段低价电与富余光伏电力协同制汽，研发智慧调度系统优化能源使用时序，形成“电-汽-热”闭环链条，自行管理多能互补降低综合用电成本，实现园区经济运行。

基地与需求企业签订长期蒸汽供应协议，需求企业仅需购买蒸汽，省去生物质锅炉运行维护及人工成本和新型工业蒸汽供给系统的成本，省钱省力。

2.新技术应用：本项目首次将电-热-汽高效互补的工业蒸汽供应电气化技术及电热协控技术应用于园区微电网，打造了“源-网-荷-储”一体化的工业蒸汽电气化解决方案，源荷储协同构建以谷电、绿电、余热多源协同的电制蒸汽及储能新模式，充分消纳谷电、绿电，每吨蒸汽耗电量从每吨蒸汽耗电量从750kWh降至400kWh，制取成本降低50%以上，光伏绿电消纳比例提升35%，每年减少碳排放约160吨。

3.新技术研发：

1）突破电制蒸汽技术：研制了以蒸汽蓄热为核心的增程式工业蒸汽供应成套装备。利用冗余电力满足企业蒸汽需求，实现170℃工业蒸汽多温度级全场景供应，实现近零附加功耗的快速电-热-汽转化，支持快速启停和宽负荷调节，适应光伏发电间歇性特点。

2）电-热-汽协同系统：结合光伏预测算法与储能系统，建立多时间尺度双层优化调度策略，并研发了调度运行系统，实时优化电热转换效率，灵活动态储热和自适应的源荷柔性匹配协同，平抑光伏波动，实现了冗余电力消纳能力与工业蒸汽供应经济性和稳定性的同步提升，实现新能源就地消纳率100%。

创新取得的效果/成果/作用：

该项目授权发明专利13项、实用新型3项，发表论文7篇，获软著1项，参与发布国家标准《能源互联网系统-智能电网与热、气、水、交通系统的交互》、地方标准、国网企标等5项。

项目实现了能源的循环利用和梯级利用，提升了企业用能能效，节约用能成本，助力企业实现绿色高效供能，为高耗能企业提供绿色转型路径，促进区域能源消费结构优化。

该技术的使用为实现双碳目标提供了保证，利用可再生能源及余热对煤和天然气的燃料替代，通过谷电及富余光伏能源制取低碳蒸汽，达到了推动终端能源电气化转型，助力区域新能源消纳推动再电气化升级，提升电能在终端能源消费中的比例，加速能源战略转型的效果，同时该技术保障国家能源安全，成果可替代大量燃煤、燃气锅炉，降低对天然气进口的依赖。

该项目通过技术创新与商业模式整合，实现了经济收益、环境效益与国家能源战略的多维协同，为工业领域低碳转型提供了实践范例。

未来将推行的创新计划：

1.探索与其他高耗能企业合作，提升可再生能源消纳规模，推广电-热-汽高效互补的工业蒸汽供应电气化技术及成套装备，拟争取应用于电镀产业园、盐厂等工业领域

2.参与氢能国重项目《质子交换膜燃料电池与热泵耦合电力-蒸汽联产关键技术》项目，助力研发高性能电力-蒸汽联产成套装备和运行控制平台，填补微能源网氢能利用电力-蒸汽联产系统的示范空白。