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7月23日，國家發(fā)展改革委、國家能源局日前發(fā)布《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》。意見指出“堅持儲能技術(shù)多元化”：以需求為導(dǎo)向，探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術(shù)的研究和示范應(yīng)用。

值得一提的是，在4月21日國家發(fā)改委、國家能源局聯(lián)合印發(fā)上述文件的征求意見稿中，儲熱技術(shù)并未被明確提及。這在當(dāng)時引發(fā)了儲熱行業(yè)的廣泛關(guān)注與討論，多位行業(yè)專家聯(lián)合呼吁在該文件中增加儲熱發(fā)展的相關(guān)內(nèi)容。此次正式文件將儲熱作為儲能產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)的內(nèi)容，儲熱產(chǎn)業(yè)未來建設(shè)迎來了一個更好的開端。

儲熱技術(shù)進展及我國進展?fàn)顩r

地球上的能量從根本上來說都來自于太陽，能源的利用形式主要包括電和熱兩種，也因之產(chǎn)生了儲電和儲熱兩種技術(shù)。

尤其需要關(guān)注的事實是，熱能占終端能源的消費需求高于50%，也就是說，儲熱的價值和發(fā)展空間并不比儲電小。國際可再生能源署（IRENA）于2020年發(fā)布的儲熱專項報告《創(chuàng)新展望：熱能存儲》指出，當(dāng)前全球約有234GWh的儲熱系統(tǒng)正在發(fā)揮著重要的靈活性調(diào)節(jié)作用。到2030年，全球儲熱市場規(guī)模將擴大三倍。

在未來10年，儲熱裝機容量將增長到800GWh以上，儲熱市場發(fā)展的浪潮不可阻擋。

從全球的發(fā)展大勢來看，中國作為能源大國，發(fā)展儲熱技術(shù)更應(yīng)該提到更高的戰(zhàn)略層面上，這是長期的國際儲熱技術(shù)競爭的需要，更是實現(xiàn)3060碳達峰碳中和目標(biāo)的要求。

在2017年國家發(fā)改委等五部委《關(guān)于促進儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》文件中提到，集中攻關(guān)一批具有關(guān)鍵核心意義的儲能技術(shù)和材料，涉及相變儲熱材料與高溫儲熱技術(shù)等。試驗示范一批具有產(chǎn)業(yè)化潛力的儲能技術(shù)和裝備，涉及大容量新型熔鹽儲熱裝置等。支持在可再生能源消納問題突出的地區(qū)開展可再生能源儲電、儲熱、制氫等多種形式能源存儲與輸出利用，推進風(fēng)電儲熱、風(fēng)電制氫等試點示范工程的建設(shè)。

文件發(fā)布至今，無論是在技術(shù)成熟度還是市場化應(yīng)用上，儲熱行業(yè)都取得了長足的進步。

儲熱技術(shù)和材料

儲熱方式包括三種：顯熱儲熱、相變儲熱及化學(xué)反應(yīng)儲熱。

·顯熱儲熱是利用材料本身在溫度升高（或降低）時吸收（或放出）熱量的性質(zhì)來實現(xiàn)儲熱目的。優(yōu)勢是原理簡單、技術(shù)成熟、材料來源豐富、價格低廉等優(yōu)勢。但也面臨著放熱過程中溫度不穩(wěn)定的劣勢。顯熱儲熱材料分為液體和固體，液體中多以水為介質(zhì)，家用采暖是最直觀的水儲熱的利用。固體材料中以礫石和土壤為主。國際能源網(wǎng)曾經(jīng)對國網(wǎng)山西省綜合能源服務(wù)有限公司利用土壤做儲熱材料的項目進行報道：用土壤供暖！春夏秋蓄熱冬季用，這種方式最“綠色”！

·相變儲熱原理是材料晶型發(fā)生改變中有熱量的吸收和釋放，利用這一性質(zhì)可以進行儲熱。這一類型的儲熱優(yōu)勢是其熱量數(shù)值與材料本身有關(guān)，受外界條件影響比較小。相變材料利用廣泛。在無機材料中包括冰、結(jié)晶水合鹽、熔融鹽、金屬合金等，在有機材料中包括石蠟、羥酸、酯、多元醇等。

·化學(xué)反應(yīng)儲熱是利用可逆化學(xué)反應(yīng)原理，通過熱能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)換來儲熱。優(yōu)點是化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量高且參與反應(yīng)的材料多是常溫保存。材料以金屬氫化物、氧化物、過氧化物、碳酸鹽、三氧化硫等。但也存在循環(huán)效率低、運維要求高等劣勢。

就應(yīng)用場景來說，在我國應(yīng)用最廣泛的是清潔供暖儲熱。在北方，清潔供暖一直是冬季大事，自本世紀(jì)初以來，清潔供暖已經(jīng)成為主流，如何儲熱并有效釋放，成為很多企業(yè)的首選攻關(guān)目標(biāo)。國內(nèi)儲熱企業(yè)多數(shù)也從此起步。

應(yīng)用廣泛的還有一個領(lǐng)域是光熱電站儲熱。光熱電站的度電成本超過光伏，但是配備儲熱系統(tǒng)則可以有效降低光熱電站的成本。2016年，全球共有17個公用事業(yè)規(guī)模的光熱發(fā)電項目在建，其中15個項目都配備了儲熱系統(tǒng)。當(dāng)年9月13日，國家能源局發(fā)布了首批光熱示范項目名單，共有20個項目入選，其中18個項目都采用了熔鹽儲熱技術(shù)。其中塔式熔鹽儲熱成為光熱電站儲熱主流。

從這兩項重要應(yīng)用場景，儲熱價值現(xiàn)在已經(jīng)擴展到工業(yè)蒸汽、火電廠靈活性改造等市場。在解決棄風(fēng)棄光、促進可再生能源消納，參與電網(wǎng)調(diào)峰、負(fù)荷側(cè)調(diào)節(jié)等電力輔助服務(wù)市場，以及綜合能源服務(wù)等市場，儲熱技術(shù)均有應(yīng)用價值和市場空間。

其中儲熱技術(shù)在電供暖、工業(yè)蒸汽、余熱回收等熱能利用市場，還擁有儲電技術(shù)無法參與的應(yīng)用場景。英國皇家工程院院士、英國伯明翰大學(xué)儲能研究中心主任丁玉龍曾表示，在中國每年消耗的約40億噸標(biāo)煤的能源中，超過50%被浪費掉了，其中大部分是以余熱的形式排放到環(huán)境中，支撐中國經(jīng)濟發(fā)展的部分能源需求可以通過采用節(jié)能技術(shù)提高能源利用效率來解決，儲能特別是儲熱技術(shù)在未來節(jié)能增效方面的作用不可小視。

國家電投的儲熱努力

在電化學(xué)儲能熱度極高的情況下，仍然有公司在堅持前行。央企中國家電投投入的精力最多。國際能源網(wǎng)曾經(jīng)就國家電投中央研究院推進的儲熱技術(shù)做過報道（鏈接：熔鹽儲熱技術(shù)應(yīng)用前景廣闊！國家電投“六大”儲能技術(shù)已來！）。

在今年6月舉行的2021年中國儲熱大會上，國家電投集團科學(xué)技術(shù)研究院儲能技術(shù)研究所副所長白寧在做主題演講時對國家電投的努力做了一次回顧。

據(jù)白寧介紹，當(dāng)前，國家電投儲熱技術(shù)研發(fā)方向已經(jīng)覆蓋水儲熱、相變儲熱、固體儲熱、熔鹽儲熱等多種儲熱技術(shù)路徑，依托其高性能的儲能技術(shù)，已建成寶之谷國際會議中心綜合智慧能源示范項目、內(nèi)蒙古通遼霍林河坑口發(fā)電公司電儲熱調(diào)峰項目等多個儲熱供暖及綜合智慧能源示范項目。

國家電投集團建設(shè)清潔供暖總規(guī)模33830MWh，投運規(guī)模3102MWh，在建規(guī)模29928MWh，投運項目13個，在建項目10個，儲能清潔供暖項目覆蓋大型樓宇儲能供熱、城鎮(zhèn)小區(qū)儲能供熱、工業(yè)園區(qū)儲能供熱、清潔燃煤供熱機組儲能供熱、大型可再生能源基地儲能供熱等多種類型。

白寧說，下一步，國家電投集團將基于現(xiàn)有斜溫層水儲熱技術(shù)，進一步開展多分層多溫區(qū)、高承壓、堆積床、基于自然循環(huán)的分布式系統(tǒng)等技術(shù)研究，進一步提高水儲熱系統(tǒng)的儲能密度和供熱品質(zhì)（種類）。此外，國家電投集團還將基于多種儲熱技術(shù)開展大規(guī)?？缂竟?jié)儲熱技術(shù)及多能互補系統(tǒng)方案研究。

略顯冷清的儲熱市場有待進一步加熱

儲熱的價值一直都在。在清潔供暖領(lǐng)域，儲熱技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，且實際效果與運行成本在眾多供暖技術(shù)路線中占據(jù)優(yōu)勢；在工業(yè)用熱領(lǐng)域，在峰谷電價等配套政策較好的地方，儲熱電鍋爐應(yīng)用于工業(yè)蒸汽領(lǐng)域，成本已經(jīng)可以與燃?xì)庀喈?dāng)；在高溫發(fā)電領(lǐng)域，多個配套長時間低成本熔鹽儲熱技術(shù)的光熱發(fā)電項目已投入運行；在火電靈活性改造方面，兩批國家試點項目中有一半以上采用了儲熱相關(guān)技術(shù)路線；在源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補綜合能源服務(wù)項目開發(fā)中，儲熱更是不可或缺。

經(jīng)過近些年的發(fā)展，我國儲熱技術(shù)已經(jīng)具備了產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的基礎(chǔ)。但實話實說，這些年儲熱在中國是受冷落的。在2017年愛能森控股集團有限公司董事局主席曾智勇曾在一次博覽會上感慨說：“每次參加儲能的各種會議，我都有一絲孤單感，環(huán)顧四周，基本上都是做電化學(xué)儲能的企業(yè)。”

雖然目前已經(jīng)有多家儲熱企業(yè)崛起，但儲熱行業(yè)在輿論引導(dǎo)、資本滲透等方面相較電儲能差距太遠。儲熱行業(yè)仍然缺失類似寧德時代這種在社會和資本市場甚至政策層面都有較大影響力的龍頭企業(yè)。

白寧在儲熱大會上介紹稱，未來靈活性電源、需求側(cè)響應(yīng)能力的建設(shè)是一個持續(xù)的且必要的巨大需求，儲熱是大規(guī)模儲能的一種，必須參與。目前，儲熱（冷）技術(shù)在火電靈活性改造、需求側(cè)管理措施、可再生能源消納及其他形式的應(yīng)用具有重要的作用。隨著儲熱應(yīng)用技術(shù)的進步，成本的進一步降低，其布局靈活、能量效率高、規(guī)模大等優(yōu)勢將不斷凸顯。

他認(rèn)為，目前儲熱仍略顯孤單，跟目前一些現(xiàn)實狀況有關(guān)：目前儲熱供暖成本依然較高，附加值有限、參與電力輔助服務(wù)領(lǐng)域較少、標(biāo)準(zhǔn)體系缺失等問題，需要在未來發(fā)展中進一步攻關(guān)。

針對儲熱供暖成本偏高，白寧提出了建議：“應(yīng)完善供暖價格體系，加大政策支持。具體而言，要建立清潔供暖的價格體系，包括供暖電價補貼、峰谷電價機制、取暖價格收費標(biāo)準(zhǔn)等，此外明確建設(shè)補貼，包括初投資補貼、管網(wǎng)建設(shè)費、接口費（兩部制價格）等，與此同時，推進可再生能源清潔供暖的配套政策?！?/p>

目前，只有火電靈活性改造還有儲熱技術(shù)參與的可能性，隨著火電未來發(fā)展受限市場會一直萎縮。對此，白寧建議，應(yīng)做好技術(shù)升級，積極參與電力輔助服務(wù)，提升電網(wǎng)的靈活性，參與調(diào)峰/調(diào)頻/備用/黑啟動/需求側(cè)響應(yīng)（可中斷負(fù)荷），同時爭取政策支持，將供熱與輔助服務(wù)有效的結(jié)合，在經(jīng)濟上打組合拳。

“風(fēng)光水火儲一體化”、“源網(wǎng)荷儲一體化”這兩個一體化發(fā)展政策的出臺將為儲能發(fā)展帶來更多機遇，推動更多儲熱技術(shù)應(yīng)用。在今年4月國家發(fā)改委意見稿中將儲熱刪除之后，曾有學(xué)者表示：我國在儲熱技術(shù)的應(yīng)用上已經(jīng)取得了一些成績，但儲熱市場的進一步發(fā)展還面臨著諸多障礙，亟需更加完善的頂層設(shè)計、市場機制、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等配套支持。正式文件的公布，重新將儲能列入，對儲熱產(chǎn)業(yè)起到重要的引導(dǎo)作用。

在一系列政策的支持下，大規(guī)模儲熱供熱發(fā)展有望迎來機遇，但仍需持續(xù)推動技術(shù)進步、推動應(yīng)用。白寧認(rèn)為，可以利用熔鹽、高溫相變材料、熱化學(xué)儲熱等技術(shù)進行升級和優(yōu)化、解決成本，系統(tǒng)復(fù)雜、運維成本高、占地等問題。依托“兩個一體化”等政策，推動新技術(shù)的示范，以示范項目驅(qū)動技術(shù)推廣。