近日,國海證券股份有限公司發(fā)布名為《熔鹽儲(chǔ)熱:長時(shí)儲(chǔ)能賽道的潛力路線》的最新研究報(bào)告。
報(bào)告指出,長時(shí)儲(chǔ)能是未來新型電力系統(tǒng)的重要方向。當(dāng)前發(fā)電側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能時(shí)長大多在2小時(shí)左右,可以一定程度上緩解棄電現(xiàn)象,但不能完全實(shí)現(xiàn)“削峰填谷”。采用長時(shí)儲(chǔ)能可以更好調(diào)節(jié)電力供需,同時(shí)可以更加充分利用峰谷電價(jià)提高利潤。根據(jù)美國電力研究院(EPRI),持續(xù)放電時(shí)間為4小時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的獲得利潤是持續(xù)放電時(shí)間20小時(shí)的長時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的76%。
熔鹽儲(chǔ)能是長時(shí)儲(chǔ)能的一種技術(shù)路線,規(guī)模有望實(shí)現(xiàn)跨越式增長。熔鹽儲(chǔ)熱蓄熱時(shí)采用智能互補(bǔ)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(chǔ)存熱量;放熱時(shí)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(chǔ)能可以根據(jù)能量需求自由調(diào)整輸出時(shí)間,敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲(chǔ)熱時(shí)間可以達(dá)到11個(gè)小時(shí)。

圖:熔鹽儲(chǔ)熱原理(資料來源:中科儲(chǔ)能官網(wǎng))
根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2022年招標(biāo)/簽約/建設(shè)中的熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目達(dá)16個(gè)【詳見如下匯總表】,總裝機(jī)規(guī)模達(dá)3074MW。

報(bào)告介紹了熔鹽儲(chǔ)能的幾大優(yōu)勢:
①儲(chǔ)能規(guī)模大:熔鹽儲(chǔ)熱規(guī)模通常在幾十兆瓦到幾百兆瓦之間,例如甘肅省金昌市高溫熔鹽儲(chǔ)能綠色調(diào)峰電站儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到600MW/3600MWh;
②儲(chǔ)能時(shí)間長:熔鹽儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)單日10小時(shí)以上的儲(chǔ)熱能力,敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲(chǔ)熱時(shí)間可以達(dá)到11個(gè)小時(shí),遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前2-4小時(shí)的配儲(chǔ)比例要求;
③壽命長:熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目壽命在25年左右;
④環(huán)保安全:不產(chǎn)生污染排放。
同時(shí),報(bào)告也指出了熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)的局限性:
①成本較高:已投運(yùn)的裝機(jī)110MW配10小時(shí)儲(chǔ)能的新月沙丘熔鹽塔項(xiàng)目的總投資額約8億美元(約合人民54億元),據(jù)此計(jì)算投資成本在500萬/MWh左右,據(jù)《電化學(xué)與蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用》測算,在不考慮能量損失的情況下熔鹽儲(chǔ)熱度電成本約0.443元/kWh,則在50%轉(zhuǎn)化效率的情況下度電成本約0.886元/kWh。
②能量利用率較低:在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水換熱,產(chǎn)生水蒸汽,驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)工作階段能量浪費(fèi)較多,效率較低。
③熔鹽具有腐蝕性:熔鹽中含有的氯化鹽、碳酸鹽、硝酸鹽對(duì)熔融罐、管道等設(shè)備具有一定腐蝕作用。
報(bào)告整理了目前熔鹽儲(chǔ)熱的4種典型應(yīng)用場景:
1)光熱發(fā)電:二元鹽(60%硝酸鈉+40%硝酸鉀)是目前多數(shù)光熱電站選用的傳儲(chǔ)熱工質(zhì),其熔點(diǎn)為220℃,最高工作溫度可達(dá)600℃。2009年3月成功運(yùn)行的西班牙安達(dá)索爾槽式光熱發(fā)電站配置了熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng),成為全球首個(gè)商業(yè)化聚光太陽能電站。截至2021年末,熔巖儲(chǔ)能在全球儲(chǔ)能市場中累計(jì)規(guī)模占比1.6%,在國內(nèi)累計(jì)規(guī)模占比1.2%。
2)清潔供熱:借助峰谷電加熱熔鹽蓄熱集中供暖的“煤改電”技術(shù)實(shí)施系統(tǒng)大致有熔鹽電加熱器、低溫、高溫熔鹽罐、混合熔鹽、熔鹽泵、熔鹽-水換熱器等設(shè)備,對(duì)面積超過10000m2的建筑更為適用,整個(gè)系統(tǒng)的投資成本大約在150元/m2,供暖運(yùn)行成本根據(jù)峰谷電價(jià)不同在13~18元/m2,具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。
3)工業(yè)蒸汽:熔鹽蓄熱技術(shù)不僅可以使用谷電,還可以大量使用工業(yè)余熱、太陽能集熱或直接利用火電廠生產(chǎn)的蒸汽等,通過這些熱源來直接加熱熔鹽,便可以實(shí)現(xiàn)相比電熱轉(zhuǎn)換更高的能源轉(zhuǎn)換效率。而在輸出端,熔鹽蓄熱系統(tǒng)除了供暖,還可以服務(wù)需求更加多樣化的工業(yè)蒸汽市場。
4)火電靈活性改造:火電靈活性改造的主要目標(biāo)是改善火電機(jī)組的最小出力限制,擴(kuò)大機(jī)組出力調(diào)節(jié)的幅度,減小熱電聯(lián)產(chǎn)組合中發(fā)電對(duì)發(fā)熱的配比,即熱電解耦。目前實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組熱電解耦的技術(shù)路線較多,熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)是其中重要方法之一,其可與火電機(jī)組熱力系統(tǒng)參數(shù)相匹配,顯著改善火電機(jī)組供熱調(diào)峰能力。蒸汽加熱熔鹽儲(chǔ)能的火電機(jī)組調(diào)峰技術(shù)與現(xiàn)有的火電機(jī)組調(diào)峰技術(shù)相比,具有能耗低、機(jī)組運(yùn)行更節(jié)能可靠,改造成本低等優(yōu)點(diǎn)。
此外,報(bào)告給出如下投資建議:行業(yè)方面,隨著電力系統(tǒng)對(duì)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,長時(shí)儲(chǔ)能建設(shè)進(jìn)度有望加速。維持行業(yè)“推薦”評(píng)級(jí)。個(gè)股方面,建議關(guān)注首航高科、西子潔能、上海電氣、安彩高科、洛陽玻璃、中能科技、魯陽節(jié)能等。
注:如需獲取該研報(bào)可添加平臺(tái)工作人員微信cspswd索取。
