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股市头条

熔盐储能产业分析

2023/6/26 16:49:55

一、熔盐储能产业介绍

熔盐是一种优良的传热储能介质。硝酸盐具有工作温度区间广、储能密度高、无需高压运行、黏度低流动性好、寿命长等优良特性,非常适合作为传热、储能介质。

熔盐储能是一种可以传递能量、长时间(6-8h)、大容量储能的技术路径,作为传热介质可以实现太阳能到热能的转换,作为储能介质可以实现将热能和电能的双向转换,可以很好的适应和解决以上两大矛盾。因此,熔盐储能在长时储能领域得到充分发挥和应用,目前主要应用在光热发电和火电机组灵活改造领域。

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二、熔盐储能行业市场状况

1、行业政策 

政策和市场环境是促进我国储能产业发展的关键,在进入“十四五”发展的新阶段,储能在未来我国能源体系建设中的关键地位越发突显。2022年2月,国家发改委、国家能源局联合发布《“十四五”新型储能发展实施方案》,要求2025年储能技术性能进一步提升,系统成本降低30%以上。2022年6月,国家发改委、国家能源局联合发布《“十四五”可再生能源发展规划》,明确新型储能独立市场主体地位,促进储能在电源侧、电网侧、用户侧多场景应用。

熔盐储能方面,2022年2月,国家出台《“十四五”新型储能发展实施方案》,要求到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。储热作为一种新型的储能技术,将在“十四五”期间获得重点发展,在此背景下,储热行业产业链十分重要,而熔盐储能作为储热关键技术,也将得到长足发展。

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2、熔盐储能技术应用

加入高温熔盐储能系统,是火电机组灵活性改造的一种新型技术路线。火电锅炉的低负荷运行是灵活运行的最大瓶颈,因此设置储热系统可以将锅炉产生的高温蒸汽存储起来,削弱原本刚性的“炉机耦合”。火电机组锅炉出口蒸汽温度在540~560℃,与高温熔盐储热技术很好的匹配了温度参数,非常适合火电机组储热。

火电常规机组的灵活性改造原理是,在火电机组“锅炉-汽机”热力系统中嵌入一套外置的高温熔盐储热系统。当火电机组向下调节出力时,启动储热模块,锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对熔盐进行放热,低温罐中冷熔盐升温后存储在储热罐中。当火电机组需要出力时,高温熔盐罐中的高温熔盐通过放热功率模块进行放热,产生的蒸汽回到汽轮机做工发电,释放热量后的熔盐再次回到低温罐中存储。

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3、熔盐储能发展前景

2021年11月左右,美国长时储热技术公司Malta和加拿大能源公司NB Power宣布签署了一份合作协议,将建设1000MWh的长时储热项目,项目预计在2024年投入使用。该项目将帮助加拿大新不伦瑞克省地区提高电网稳定性,吸纳可再生能源,促进低碳减排。建成后,该项目将成为全球规模最大的长时储热项目。

相比于电化学储能,熔盐储能在可再生能源消纳、清洁能源取暖等方面,具有更多优势。熔盐储能作为可再生能源发展的重要支撑点之一,既可以大规模集中应用于光热发电储能、新能源废弃电力利用、电网调峰等领域,也可以分布式应用于智慧能源、清洁能源集中供热、清洁能源热电冷联供等领域,尤其在光热领域,可显著提高发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性。

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4、熔盐储能应用场景

光热发电

熔盐储热技术应用于光热电站其特点是将储热和传热介质合为一体,简化整个电站设备组成,有利于后期的运维。同时可以提高太阳能的利用效率,减少功率波动,提高电力系统灵活性;促进电网平稳性输出,缓解新能源电力发展过程中的限电问题。

清洁供热

可以将弃风/弃光电、低谷电等电能储存起来,在需要的时候释放,减少用户用能成本;提高整个系统的能源利用率;可实现削峰填谷,平滑光电、风电的输出功率,提升新能源发电的消纳能力;为食品加工、纺织等企业提供稳定持续的蒸汽、热风等高品质热源。

移动储热供热

无管路热损失,热能利用率高;可实现废余热高效回收利用,节能减排双收益;无需管道铺设,投资少、运行成本低;设备运行灵活,操作安全简单;可实现供热管网辐射不到的企业或工厂。据悉,目前上海电气也已开发出相关产品。

火电灵活性改造

减小供热机组热负荷,或增大供热机组发电出力调节范围,提高电厂的运行灵活性;通过调峰给用户供热提高电厂的经济效益;突破供热对机组电负荷调节的限制,实现能量的梯级利用。

利用熔盐储热技术进行火电改造一般有两条技术路线,一种电加热熔盐,一种是蒸汽加热熔盐,电加热熔盐目前技术相对来说比较成熟,而采用蒸汽加热熔盐的研究不多,上海电气已联合相关单位开展相应的研究,目前已开发出适用于火电调峰场景下的双罐熔盐储热系统。

综合能源服务

通过不同类型的能源的互补耦合,为用户提供高效智能的多种能源供应,提高能源利用率;实现能源生产和环境治理的融合,减少污染物排放和降低企业用能成本;提高清洁能源的使用比例,优化能源结构。

5、熔盐储能市场规模

当下,围绕“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”目标,全国各行各业都在积极推动能源低碳转型。作为热储能技术皇冠上的明珠,经过多年发展,不断突破并趋于成熟的熔盐储能技术也迎来了发展良机。

从长远来看,熔盐储能的市场空间还在持续扩大。国家发改委、能源局发布的通知明确表明,“十四五”期间,我国要完成2亿千瓦存量煤电机组灵活性改造,增加系统调节能力3000-4000万千瓦。仅仅是“十四五”期间每年新增开工规模就达到3GW。预计“十四五”期间,仅仅是火电灵活性改造领域,熔盐储能的市场空间就高达350亿元。

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6、熔盐储能行业市场格局

从熔盐储能产业链竞争情况来看,整体市场参与企业众多。产业链上游方面,目前国内熔盐供应和化盐服务较为成熟,代表企业包括盐湖股份、河北矿井新能源、新疆硝石钾肥有限公司,玻璃相关代表企业主要有金晶科技、洛阳玻璃;产业链中游关键设备代表企业:1)熔盐罐,蓝科高新、蓝星化工等,2)熔盐泵,兰州兰泵、济南华威等,3)蒸汽发生器,西子洁能、上海电气、金通灵等;产业链下游储能EPC行业包括特变电工、华西能源、中国电建、中国能建等。。

三、熔盐储能产业链

从产业链来看,熔盐的主要成分为硝酸钠、硝酸钾盐,是较为常见的化学材料,目前国内熔盐供应和化盐服务较为成熟。

同时,熔盐储热系统中还需配备熔盐泵、熔盐罐、蒸汽发生器、保温材料、玻璃等关键设备,以防止熔盐冻堵,因此一次性投资规模较大。经过光热发电配储市场培育,熔盐储热产业链发展较为成熟。若市场需求进一步扩大,产业链投资成本有望下降。

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重点关注

西子洁能002534

 西子洁能是国内熔盐储热系统的龙头,具备丰富的项目经验、充足的熔盐光热设备供给产能。

在光热产业链做了核心设备的全产业链布局,覆盖的光热发电业务设备包括熔盐吸热器、熔盐储罐、蒸汽发生器等,除此外公司主业还包括余热锅炉,广泛应用于炼化、冶金、垃圾处理环节。西子洁能在光热领域的研究、研究已超过了 10 年。根据西子洁能表示,公司能参与部分占到整个光热电站投资的 15%~20%左右。公司于 2021 年底发行了可转债,投入 10.3 亿元募集资金投建年产 580 台光热太阳能吸热器、换热器及导热油换热器、锅炉项目。公司通过示范项目建设,进一步积累了熔盐储能在光热和火电灵活改造、高温熔盐改造等应用场景应用的经验,具备一定的先发优势。

公司通过太阳能光热发电项目的建设和稳定运营积累了熔盐储能的相关技术,熔盐储热技术作为底层技术,其应用场景可以从太阳能光热发电向其他应用领域延伸。除了光热熔盐的应用外,火电改造、高温蒸汽供给改造也将逐步打开熔盐储能需求。公司 2021 年 11 月公告启动收购赫普能源,进军火电机组灵活性改造行业。赫普能源主要从事新能源消纳、火电机组调峰调频等电力辅助服务,是一家以新能源为主体的新型电力系统专业技术方案及产品的综合服务提供商。

公司目前已经成功运行多个其他领域案例,包括:绍兴绿电熔盐储能项目为西子洁能与绍兴绿电能源有限公司签订的 EPC 承包订单,该示范项目金额共计 1.9亿元,为首期项目,预计发电 3200 万 KWh,蒸汽供应 50t/h,年蒸汽供应量 42万吨;江苏国信靖江发电熔盐储能调峰项目历经一年建设后,在 2022 年 10 月投入试运行,该项目为全国首个火电机组高温熔盐灵活性改造示范项目,公司提供了蒸汽发生器。

首航高科002665

首航高科是目前国内领先的、布局完整产业链的光热发电集成、设计、制造商。

首航高科具备完整的光热系统设计、生产、工程经验,包括了塔式、槽式、碟式技术。业务覆盖了光热发电核心环节:聚光系统、吸热器系统、换热系统、聚光场跟踪系统、空冷系统等。首航高科敦煌 100MW 熔盐塔式电站是国家首批光热发电示范项目之一。公司在 2016 年进行了定增募集资金共计 46 亿元,其中 30.4 亿元投入首航敦煌100MW 光热项目,其中设备投资 20.5 亿元。首航敦煌 100MW 光热电站电量产能有一个爬坡过程。2019-2021 年,公司所运营的光热电站年发合计电量为8633 万度、1.29 亿度、1.94 亿度。2022 年 6 月份的发电总量 3379 万度,创历史新高,比去年同期增长 91.2%,单次连续不间断的发电时间 262 小时。二季度的总发电量 8550 万度,随着系统越来越成熟,发电量还有继续提升空间。

吸热塔的核心材料是吸热管道,宝钢特钢与首航节能合作开发的 SHBG-2 和 UNSN06230 镍基合金板管将应用于首航节能 100 兆瓦塔式熔盐项目中。敦煌二期的吸热器设计的平均能流密度是 750kW/m²,局部能流密度 1.2MW/m²,采用耐高温、抗腐蚀的材料,管子表面覆盖特殊吸热涂层,涂层吸收率大概是 95%左右。首航高科的“100MW熔盐塔式光热电站吸热器”进入国家能源局的《2021 年度能源领域首台(套)重大技术装备项目名单(公示稿)》。

四、总结

熔盐是一种优良的传热储能介质。熔盐储能是一种可以传递能量、长时间(6-8h)、大容量储能的技术路径,作为传热介质可以实现太阳能到热能的转换,作为储能介质可以实现将热能和电能的双向转换,可以很好的适应和解决以上两大矛盾。因此,熔盐储能在长时储能领域得到充分发挥和应用,目前主要应用在光热发电和火电机组灵活改造领域。

2022年2月,国家出台《“十四五”新型储能发展实施方案》,要求到2025年,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段,具备大规模商业化应用条件。储热作为一种新型的储能技术,将在“十四五”期间获得重点发展,在此背景下,储热行业产业链十分重要,而熔盐储能作为储热关键技术,也将得到长足发展。

相比于电化学储能,熔盐储能在可再生能源消纳、清洁能源取暖等方面,具有更多优势。熔盐储能作为可再生能源发展的重要支撑点之一,既可以大规模集中应用于光热发电储能、新能源废弃电力利用、电网调峰等领域,也可以分布式应用于智慧能源、清洁能源集中供热、清洁能源热电冷联供等领域,尤其在光热领域,可显著提高发电系统的热效率、系统的可靠性和经济性。

熔盐储能的市场空间持续扩大。国家发改委、能源局发布的通知明确表明,“十四五”期间,我国要完成2亿千瓦存量煤电机组灵活性改造,增加系统调节能力3000-4000万千瓦。仅仅是“十四五”期间每年新增开工规模就达到3GW。预计“十四五”期间,仅仅是火电灵活性改造领域,熔盐储能的市场空间就高达350亿元。

从熔盐储能产业链竞争情况来看,整体市场参与企业众多。建议关注行业内技术领先,规模优势明显的企业如西子洁能与首航高科等。

五、风险提示

1、储能整体装机容量增长低于预期风险;

2、熔盐储能发展不及预期的风险;

3、技术攻关滞后的风险;

4、市场竞争加剧的风险。




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编辑:策略研究中心
主稿:产业透析 执业编号:A0380621040006
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