熔鹽儲能:儲能新興藍(lán)海賽道,龍頭全梳理
在碳中和、碳達(dá)峰目標(biāo)的驅(qū)動下,我國能源綠色轉(zhuǎn)型進(jìn)度加速,儲能成為新型電力系統(tǒng)中必要環(huán)節(jié)。
隨著電力系統(tǒng)對調(diào)節(jié)能力需求提升、新能源開發(fā)消納規(guī)模不斷加大,新型儲能由于建設(shè)周期短、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強,與新能源開發(fā)消納更加匹配,優(yōu)勢逐漸凸顯。
新型儲能主要指“除抽水蓄能外以輸出電力為主要形式,并對外提供服務(wù)的儲能項目”。主要包括電儲能、熱儲能和氫儲能。
新型儲能示意圖:
其中,熱儲能主要是指熔鹽儲能,是一種大容量、長時間(6到8小時)的長時儲能技術(shù)路徑。目前主要應(yīng)用在光熱發(fā)電和火電機組靈活改造領(lǐng)域。
電網(wǎng)側(cè)熔鹽儲能由于規(guī)模較大可以進(jìn)行儲厚棄風(fēng)/光電力和低谷電力,進(jìn)行新能源消納,提高電廠的靈活性;用戶側(cè)可以直接參與清潔供熱和工業(yè)供汽。
資料來源:《基于高溫熔鹽儲熱的火電機組靈活性改造技術(shù)及其應(yīng)用前景分析》李峻等
熔鹽儲能行業(yè)概覽
熔鹽的主要成分為硝酸鈉、硝酸鉀鹽,是較為常見的化學(xué)材料,目前國內(nèi)熔鹽供應(yīng)和化鹽服務(wù)較為成熟。
熔鹽作為傳熱介質(zhì),可以實現(xiàn)太陽能到熱能的轉(zhuǎn)換,作為儲能介質(zhì)可以實現(xiàn)將熱能和電能的雙向轉(zhuǎn)換,可以很好的適應(yīng)和解決以上兩大矛盾。
熔鹽儲熱蓄熱時采用智能互補系統(tǒng)將風(fēng)電、光伏、夜間低谷電作為熔鹽電加熱器的電源,通過熔鹽電加熱器加熱熔鹽,儲存熱量;放熱時在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水進(jìn)行換熱,釋放熱量。
熔鹽儲熱系統(tǒng)中需配備熔鹽泵、熔鹽罐、蒸汽發(fā)生器、保溫材料、玻璃等關(guān)鍵設(shè)備,以防止熔鹽凍堵,因此一次性投資規(guī)模較大。
熔鹽儲熱系統(tǒng)流程圖:
經(jīng)過光熱發(fā)電配儲市場培育,熔鹽儲熱產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為成熟。
據(jù)不完全統(tǒng)計,截至2022年10月,總計有配套風(fēng)光4.5GW光熱儲能項目,新增規(guī)劃、在建項目的容量超過2021年底全國并網(wǎng)示范項目容量的8倍。
項目大部分于2022年年中開啟招投標(biāo),其主要原因在于新疆、甘肅、青海等地出臺了儲能配套建設(shè)要求,光熱電站作為因地制宜的新型儲能路徑,成為了業(yè)主投資的重要選擇。
首航高科敦煌100MW光熱發(fā)電站:
熔鹽儲熱產(chǎn)業(yè)鏈和市場格局
從光熱發(fā)電市場應(yīng)用來看,光熱電站一般采用熱鹽罐與冷鹽罐雙罐系統(tǒng)存放熔鹽。
冷熔鹽貯罐內(nèi)的熔鹽經(jīng)熔鹽泵輸送到太陽能集熱器內(nèi),吸收熱能升溫后進(jìn)入熱熔鹽儲罐中,隨后高溫熔融鹽流進(jìn)熔鹽蒸汽發(fā)生器,產(chǎn)生過熱蒸汽驅(qū)動蒸汽渦輪機運行發(fā)電,而熔鹽溫度降低后流回冷熔鹽儲罐。
按照聚能方式及其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類,光熱發(fā)電可分為塔式、槽式、碟式、菲涅爾式四類技術(shù)。其中主流的是塔式和槽式兩種技術(shù)。
行行查|行業(yè)研究數(shù)據(jù)庫 資料顯示,熔鹽儲熱上游主要是聚光設(shè)備(安彩高科、洛陽玻璃、首航高科等)、吸熱材料(鹽湖股份、云圖控股、中能科技)、儲熱材料(魯陽節(jié)能)等。
中游儲能系統(tǒng)集成技術(shù)上主要是西子潔能、首航高科、東方電氣、上海電氣、龍騰光熱等企業(yè)參與。
下游發(fā)電供熱側(cè)既可以和電力公司合作進(jìn)行發(fā)電,也可以直接和熱力公司合作進(jìn)行供熱。
熔鹽儲能產(chǎn)業(yè)鏈:
2023年4月,國家能源局發(fā)布了關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的新政策,核心內(nèi)容是要求盡快落地2.8GW光熱項目,力爭“十四五”期間全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達(dá)到3GW左右。截至2022年底,我國光熱發(fā)電累計裝機僅為588MW(0.588GW),當(dāng)年新增光熱發(fā)電裝機僅為50MW,那么每年新增相當(dāng)于提升了60倍。
隨著政策的利好和新型儲能蓬勃發(fā)展,熔鹽儲能作為儲能的新興細(xì)分賽道,有望迎來發(fā)展空間。