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背景簡述

在“雙碳”目標(biao)的(de)背(bei)景下，儲能行業迎來了(le)更(geng)廣(guang)闊的(de)發(fa)展空(kong)間(jian)。抽水蓄能、電化學(xue)儲能、熔(rong)鹽儲能等技術(shu)可以幫助解決傳統工業能源利用效率(lv)低和太陽(yang)能、風能不(bu)穩定等問題(ti)。這些技術(shu)可以更(geng)好地滿足(zu)能源供給與需求在時間(jian)、空(kong)間(jian)和強(qiang)度上的(de)不(bu)匹配(pei)問題(ti)。

2022年3月，國(guo)(guo)家發(fa)改委、國(guo)(guo)家能源(yuan)局印發(fa)了《“十四五”新型(xing)儲能發(fa)展實施方案》，方案提出到2025年新型(xing)儲能由商業化(hua)初期步入(ru)規模化(hua)發(fa)展階段，具備(bei)大(da)規模商業化(hua)應用條(tiao)件。

截至2022年底，已有23省(sheng)明確儲(chu)(chu)能配置比例，“新(xin)能源+儲(chu)(chu)能”開發建設模式(shi)初顯成(cheng)效，其中熔(rong)鹽儲(chu)(chu)能技(ji)術未來將是火電調峰主要技(ji)術路線之一。本文將從熔(rong)鹽儲(chu)(chu)能技(ji)術的概(gai)念、價(jia)值、應(ying)用場景等方面(mian)介紹其發展現(xian)狀與趨勢，從而為產業鏈(lian)相關企業提供決策(ce)參考。

01.熔鹽儲能技術概念與特點

熔鹽是(shi)(shi)指熔融(rong)(rong)態下(xia)的液體(ti)鹽，工程中使用的通常是(shi)(shi)二元硝(xiao)酸(suan)鹽、氯化物鹽等(deng)無機鹽熔融(rong)(rong)體(ti)。熔鹽具有(you)工作溫(wen)度(du)高、使用溫(wen)度(du)范圍廣、傳(chuan)熱(re)(re)能(neng)(neng)力(li)(li)強、系統壓(ya)力(li)(li)小、經濟(ji)性較好等(deng)一(yi)系列的優點，目前已成為光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)傳(chuan)熱(re)(re)和儲熱(re)(re)介質的首選。熔鹽儲能(neng)(neng)是(shi)(shi)一(yi)種(zhong)利用熔鹽的儲熱(re)(re)能(neng)(neng)力(li)(li)，將(jiang)太陽能(neng)(neng)光(guang)(guang)熱(re)(re)、地熱(re)(re)、工業(ye)余熱(re)(re)、低品位廢(fei)熱(re)(re)、谷電(dian)等(deng)以熱(re)(re)能(neng)(neng)的形式(shi)儲藏起(qi)來(lai)，在需要時(shi)再將(jiang)熱(re)(re)能(neng)(neng)轉化為電(dian)能(neng)(neng)或供(gong)熱(re)(re)、供(gong)蒸(zheng)汽等(deng)用途的技術。

熔鹽儲能的價值主要體(ti)現在三個(ge)方面：提(ti)高可再生能源的利用率和穩(wen)定(ding)性，解決風光(guang)火(huo)等(deng)多(duo)種能源之(zhi)間(jian)的協調(diao)問題；實(shi)現電(dian)網削峰(feng)填(tian)谷、系統調(diao)頻、負荷平滑等(deng)功能，提(ti)高電(dian)網安全性和經濟性；為工業(ye)、農(nong)業(ye)、建筑(zhu)等(deng)領域提(ti)供(gong)清(qing)潔、高效、靈(ling)活的供(gong)熱、供(gong)蒸(zheng)汽解決方案，降(jiang)低碳排放和成本。

熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)作為長時(shi)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)方式，具(ju)備以下特點：儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)規模較(jiao)(jiao)(jiao)大，熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)規模通常在幾十(shi)兆瓦到幾百(bai)兆瓦之間，屬于(yu)大容量(liang)存儲(chu)(chu)。儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)時(shi)間長，熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)存儲(chu)(chu)時(shi)間可達到10小時(shi)以上(shang)。初始(shi)投資成(cheng)本(ben)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)，熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)投資成(cheng)本(ben)約500萬(wan)/MWh，與抽水蓄(xu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、壓縮(suo)空(kong)氣儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)初始(shi)投資成(cheng)本(ben)相近(jin)，相比電(dian)化學(xue)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)，初始(shi)投資成(cheng)本(ben)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)(gao)。能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)量(liang)轉(zhuan)換效率(lv)(lv)較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)，熔(rong)(rong)鹽儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)效率(lv)(lv)普(pu)遍低(di)于(yu)60%，相較(jiao)(jiao)(jiao)電(dian)化學(xue)與機械(xie)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)方式，轉(zhuan)化效率(lv)(lv)比較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)。

與目(mu)前主流的(de)鋰電(dian)儲(chu)(chu)能(neng)技術相比，熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)能(neng)具有壽(shou)命高(gao)、規模化成本低、安(an)全(quan)性高(gao)等優勢(shi)，在未來多種儲(chu)(chu)能(neng)并(bing)存的(de)情境下，熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)能(neng)或將(jiang)占(zhan)據重要位置。

02.熔鹽儲能市場及重點應用

熔鹽儲(chu)能(neng)是(shi)全球第三大儲(chu)能(neng)模式，目前市場(chang)(chang)處于上升(sheng)趨勢(shi)。截至(zhi)2022年(nian)(nian)底，全球累計裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容量(liang)為6.1GW，約占儲(chu)能(neng)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)總(zong)容量(liang)的1.6%。西班(ban)牙(ya)(ya)、美(mei)國(guo)(guo)和中(zhong)國(guo)(guo)是(shi)熔鹽儲(chu)能(neng)市場(chang)(chang)的三大主要國(guo)(guo)家。西班(ban)牙(ya)(ya)和美(mei)國(guo)(guo)已經達到(dao)了一定的市場(chang)(chang)規(gui)模，中(zhong)國(guo)(guo)市場(chang)(chang)也已出現明顯的增長(chang)勢(shi)頭。2022年(nian)(nian)中(zhong)國(guo)(guo)熔鹽儲(chu)能(neng)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容量(liang)為0.52GW，遠期預(yu)計到(dao)2030年(nian)(nian)，國(guo)(guo)內熔鹽儲(chu)能(neng)裝(zhuang)(zhuang)機(ji)容量(liang)將超(chao)過16GW，總(zong)投資(zi)超(chao)過2000億元(yuan)。

熔鹽儲能的應用場景包括光熱(re)發(fa)電(dian)、火(huo)電(dian)靈(ling)活(huo)性改造(zao)、電(dian)網(wang)削峰填谷(gu)、谷(gu)電(dian)制熱(re)、余熱(re)回收(shou)、棄電(dian)儲能等。其中光熱(re)發(fa)電(dian)和火(huo)電(dian)機組(zu)靈(ling)活(huo)性改造(zao)是需(xu)要重點(dian)關注的應用領域。

光熱發電應用

光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)是(shi)將(jiang)太陽(yang)能(neng)轉化為熱(re)(re)(re)能(neng)，通過(guo)熱(re)(re)(re)功(gong)轉換(huan)過(guo)程發(fa)(fa)電(dian)(dian)的系(xi)統。熔鹽塔式光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)系(xi)統可分(fen)為聚光、吸熱(re)(re)(re)、儲(chu)換(huan)熱(re)(re)(re)和發(fa)(fa)電(dian)(dian)四大系(xi)統，其運(yun)行原理(li)基本是(shi)借助定(ding)日鏡(jing)將(jiang)太陽(yang)光匯聚到太陽(yang)能(neng)收(shou)集裝置，然后利(li)用太陽(yang)能(neng)循環加熱(re)(re)(re)儲(chu)能(neng)介質(zhi)，并(bing)依靠(kao)儲(chu)能(neng)介質(zhi)的顯(xian)熱(re)(re)(re)與水進行熱(re)(re)(re)交換(huan)產生蒸汽，從而驅(qu)動汽輪(lun)機發(fa)(fa)電(dian)(dian)。主(zhu)要(yao)設備部件包括定(ding)日鏡(jing)、吸熱(re)(re)(re)塔、吸熱(re)(re)(re)器、熔鹽儲(chu)罐、蒸汽發(fa)(fa)生器和汽輪(lun)發(fa)(fa)電(dian)(dian)機組。

光熱(re)電站一般采用熱(re)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)罐(guan)(guan)(guan)與冷鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)罐(guan)(guan)(guan)雙(shuang)罐(guan)(guan)(guan)系統(tong)存放(fang)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)。冷熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)貯罐(guan)(guan)(guan)內的熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)經熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)泵輸送到太陽(yang)能集熱(re)器內，吸收熱(re)能升溫(wen)后進入熱(re)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)儲罐(guan)(guan)(guan)中，隨(sui)后高溫(wen)熔(rong)(rong)融鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)流(liu)進熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)蒸汽發生(sheng)(sheng)器，產生(sheng)(sheng)過(guo)熱(re)蒸汽驅動蒸汽渦輪機運行發電，而熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)溫(wen)度降低后流(liu)回冷熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)(yan)儲罐(guan)(guan)(guan)。

由(you)于綜合成本較(jiao)高(gao)，光熱發電(dian)在我國整(zheng)(zheng)體還(huan)處(chu)于發展初期。截(jie)至2022年(nian)(nian)底，我國并網發電(dian)太陽能熱發電(dian)示范項目(mu)共(gong)9個，累(lei)計裝機(ji)容量(liang)588MW，在全球光熱發電(dian)累(lei)計裝機(ji)容量(liang)中占比8.3%。自(zi)2023年(nian)(nian)開(kai)始，隨著技術逐步成熟及扶持政策加(jia)持，光熱發電(dian)行業招投標加(jia)速(su)，整(zheng)(zheng)個市(shi)場將步入千億(yi)級規模階段。預(yu)計2024年(nian)(nian)底前投產的光熱發電(dian)項目(mu)29個，總裝機(ji)容量(liang)約3300MW,主要集中在新(xin)疆、青海、甘肅、吉(ji)林等(deng)光能資源富裕地區。

從技術趨勢看，儲熱(re)(re)(re)(re)是太陽能熱(re)(re)(re)(re)發電連續性(xing)的(de)一個重要因(yin)素(su)，儲熱(re)(re)(re)(re)問題涉及材料和(he)(he)熱(re)(re)(re)(re)學的(de)耦(ou)合，其中800℃以上固體儲熱(re)(re)(re)(re)和(he)(he)熔(rong)融鹽(yan)儲熱(re)(re)(re)(re)是今后(hou)應對混合型電站較有(you)(you)前景的(de)儲熱(re)(re)(re)(re)材料，因(yin)此(ci)需要對高(gao)可靠性(xing)儲熱(re)(re)(re)(re)材料和(he)(he)系統(tong)(tong)以及具有(you)(you)固有(you)(you)安全性(xing)的(de)熔(rong)融鹽(yan)吸熱(re)(re)(re)(re)儲熱(re)(re)(re)(re)系統(tong)(tong)設計方法等進行研究。

火電機組靈活性改造

火(huo)(huo)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)靈活性(xing)(xing)(xing)改造的目標是增(zeng)加調峰(feng)(feng)深度(du)、實(shi)現快(kuai)速啟停、加快(kuai)爬坡能力(li)，其(qi)中重點是提高機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)的深度(du)調峰(feng)(feng)能力(li)，從而實(shi)現節能降(jiang)碳。受(shou)限(xian)于(yu)鍋爐(lu)調峰(feng)(feng)深度(du)有限(xian)、機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)經濟性(xing)(xing)(xing)和安(an)全性(xing)(xing)(xing)不足的問題(ti)，頻繁、大(da)幅度(du)地(di)調節會降(jiang)低火(huo)(huo)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)使(shi)用壽命，并(bing)導致收(shou)益較低。熔鹽儲能可(ke)利(li)用機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)鍋爐(lu)蒸汽(qi)，增(zeng)強火(huo)(huo)電(dian)(dian)深度(du)調峰(feng)(feng)能力(li)。同時，儲熱技術可(ke)使(shi)火(huo)(huo)電(dian)(dian)機(ji)(ji)(ji)(ji)組(zu)直接參(can)與供熱，增(zeng)加火(huo)(huo)電(dian)(dian)利(li)用效率。

火(huo)(huo)(huo)電(dian)(dian)靈活(huo)(huo)改造配置熔鹽儲(chu)(chu)熱(re)系(xi)統優勢體現在(zai)綜合效率(lv)高，大(da)幅(fu)增加(jia)火(huo)(huo)(huo)電(dian)(dian)廠深度調峰能力，儲(chu)(chu)熱(re)時間長，儲(chu)(chu)熱(re)參數高，使用壽命長等(deng)方面。同時改造后(hou)(hou)的(de)火(huo)(huo)(huo)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)(zu)可(ke)以(yi)更好(hao)的(de)適應(ying)電(dian)(dian)力市場改革，獲(huo)取更多輔助服務收益。電(dian)(dian)力現貨市場交(jiao)易進程(cheng)加(jia)快(kuai)后(hou)(hou)，帶有(you)熔鹽儲(chu)(chu)能的(de)火(huo)(huo)(huo)電(dian)(dian)機(ji)組(zu)(zu)可(ke)以(yi)大(da)規模儲(chu)(chu)熱(re)，存(cun)儲(chu)(chu)谷(gu)電(dian)(dian)，在(zai)電(dian)(dian)價高的(de)時候釋放熱(re)量獲(huo)取高收益。同時大(da)容量熔鹽儲(chu)(chu)能可(ke)以(yi)拓展火(huo)(huo)(huo)電(dian)(dian)靈活(huo)(huo)機(ji)組(zu)(zu)的(de)供(gong)熱(re)場景(jing)，創造額外供(gong)熱(re)、供(gong)蒸汽收益。

熔(rong)鹽儲(chu)能應用于火(huo)(huo)電(dian)改(gai)造目(mu)前仍處于早期示范階段。2022年12月15日，江蘇國(guo)信靖江電(dian)廠熔(rong)鹽儲(chu)能調峰供熱項目(mu)正式投運，是中國(guo)首個真正意(yi)義上采用熔(rong)鹽儲(chu)熱技術(shu)的大(da)規(gui)模(mo)火(huo)(huo)電(dian)調峰/調頻/供熱項目(mu)。該項目(mu)具有完(wan)全自主知識產權，核心設備全部國(guo)產化(hua)，是目(mu)前全球首個實現(xian)煤電(dian)耦合(he)熔(rong)鹽儲(chu)熱的成功范例。

該項(xiang)目包(bao)括2×660MW機(ji)組(zu)熔鹽(yan)儲能(neng)調峰供(gong)熱(re)項(xiang)目，設(she)計(ji)配套儲熱(re)量(liang)75MWh，采購用(yong)于儲熱(re)的無機(ji)鹽(yan)1260噸(dun)，EPC總(zong)承包(bao)價(jia)格約4188萬(wan)元，其中無機(ji)鹽(yan)604萬(wan)元，儲罐(guan)設(she)備186萬(wan)元，分別占比14%和4%。經測算，該工程投(tou)運后每年(nian)(nian)可增加新能(neng)源消納電量(liang)3億千瓦(wa)時(shi)，保(bao)障近(jin)2萬(wan)戶居民和企業使用(yong)可再生的綠色(se)電力，每年(nian)(nian)減少10萬(wan)噸(dun)燃煤和24萬(wan)噸(dun)二氧化碳排放(fang)，實現經濟、社會和生態效益多贏。

在政策(ce)驅(qu)動(dong)下，煤電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)靈活(huo)性改造進程將顯(xian)著加快，而(er)熔鹽(yan)(yan)儲(chu)能作為火電(dian)(dian)(dian)靈活(huo)性改造的配套方案，有望迎來發(fa)展機(ji)遇期(qi)。國(guo)家(jia)發(fa)改委、國(guo)家(jia)能源(yuan)局于2021年11月發(fa)布的《全國(guo)煤電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)改造升(sheng)級實(shi)施方案》提出，存量煤電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)靈活(huo)性改造應改盡(jin)改。“十四(si)五(wu)”期(qi)間(jian)完成2億(yi)千(qian)瓦，增加系統(tong)調節能力(li)3000萬(wan)-4000萬(wan)千(qian)瓦，實(shi)現煤電(dian)(dian)(dian)機(ji)組(zu)靈活(huo)制造規模1.5億(yi)千(qian)瓦。預計十四(si)五(wu)期(qi)間(jian)該領域(yu)熔鹽(yan)(yan)儲(chu)能項目市場空間(jian)將達到千(qian)億(yi)級。

技(ji)術趨勢方面，控制(zhi)熔鹽的原材(cai)料成本將是(shi)主要方向(xiang)。以“多低”特(te)點(dian)抑制(zhi)熔鹽儲(chu)能(neng)成本上漲，“低熔點(dian)、低成本、更(geng)低氯離子(zi)”是(shi)下一代熔鹽儲(chu)能(neng)新材(cai)料的核(he)心特(te)點(dian)。

化信觀點

熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)能產業(ye)鏈(lian)包括上游的(de)(de)資源(yuan)及(ji)原材料，中游的(de)(de)設備(bei)與系(xi)(xi)統集成，下游的(de)(de)系(xi)(xi)統安(an)裝(zhuang)與使用(yong)。熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)的(de)(de)主要成分為硝酸鈉、硝酸鉀鹽(yan)(yan)，是(shi)較為常(chang)見的(de)(de)化(hua)學材料，目前國(guo)內熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)供(gong)應(ying)和(he)化(hua)鹽(yan)(yan)服務較為成熟(shu)。同時，熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)能系(xi)(xi)統中還(huan)需配(pei)備(bei)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)泵、熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)罐、蒸汽發生器、保溫材料、玻(bo)璃等關鍵設備(bei)，以(yi)防止熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)凍堵，因此一次(ci)性投資規(gui)模較大。經過光熱發電配(pei)儲(chu)市場(chang)培育，熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)熱產業(ye)鏈(lian)發展較為成熟(shu)。若市場(chang)需求進一步(bu)擴大，產業(ye)鏈(lian)投資成本有(you)望下降(jiang)。

從競爭情況來看，整體(ti)市(shi)場參(can)與企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)眾多，各個環節(jie)競爭格局尚不明朗，新進入機會仍然較(jiao)(jiao)高(gao)。產(chan)業(ye)(ye)(ye)鏈上游方面(mian)，目(mu)前國內熔鹽供應和化鹽服(fu)務較(jiao)(jiao)為成熟，代表企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)包括鹽湖股份(fen)、河(he)北礦井新能源(yuan)、新疆(jiang)硝石鉀肥有限公司(si)，金晶科技(ji)等(deng)(deng)。產(chan)業(ye)(ye)(ye)鏈中游關鍵設備的(de)(de)(de)企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)主要有：熔鹽罐(guan)方面(mian)的(de)(de)(de)藍星(xing)北化機、西(xi)子潔(jie)能、藍科高(gao)新等(deng)(deng)；熔鹽泵方面(mian)的(de)(de)(de)蘭州蘭泵、濟南華(hua)威(wei)等(deng)(deng)；蒸汽發生器方面(mian)的(de)(de)(de)西(xi)子潔(jie)能、上海電(dian)(dian)(dian)氣、金通(tong)靈(ling)等(deng)(deng)。產(chan)業(ye)(ye)(ye)鏈下游儲能EPC行業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)(de)企(qi)(qi)(qi)業(ye)(ye)(ye)主要有包括特變電(dian)(dian)(dian)工、華(hua)西(xi)能源(yuan)、中國電(dian)(dian)(dian)建、中國能建等(deng)(deng)。

總體來說，在(zai)(zai)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)轉型與(yu)(yu)綠色低碳的大(da)背景下，熔鹽儲(chu)能(neng)技術處于市(shi)場需求(qiu)爆(bao)發的初期，未來在(zai)(zai)光(guang)熱發電(dian)、火電(dian)改造、園區儲(chu)能(neng)供(gong)熱等場景中具有較大(da)的應用潛力。短期內產業鏈企業仍需聚焦(jiao)原研技術投(tou)入，進一步增加品牌知名度，加強與(yu)(yu)政府、潛在(zai)(zai)用戶的溝通與(yu)(yu)合(he)作(zuo)。作(zuo)為潛在(zai)(zai)用戶企業、大(da)型化工企業可以考慮(lv)在(zai)(zai)自備電(dian)廠改造中引(yin)入熔鹽儲(chu)能(neng)系統，但需要謹慎做好(hao)綜合(he)成本核算，充分(fen)結(jie)合(he)可再生能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)消納、發電(dian)效率(lv)提升(sheng)、供(gong)熱供(gong)電(dian)耦合(he)的需求(qiu)，在(zai)(zai)提升(sheng)能(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)使(shi)用效率(lv)同時，做到投(tou)資回報比最優(you)。