近日,國海證券股份有限公司發布名為《熔鹽儲熱:長時儲能賽道的潛力路線》的最新研究報告。
報告指出,長時儲能是未來新型電力系統的重要方向。當前發電側電化學儲能時長大多在2小時左右,可以一定程度上緩解棄電現象,但不能完全實現“削峰填谷”。采用長時儲能可以更好調節電力供需,同時可以更加充分利用峰谷電價提高利潤。根據美國電力研究院(EPRI),持續放電時間為4小時的儲能系統的獲得利潤是持續放電時間20小時的長時儲能系統的76%。
熔鹽儲能是長時儲能的一種技術路線,規模有望實現跨越式增長。熔鹽儲熱蓄熱時采用智能互補系統將風電、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;放熱時在換熱系統中高溫熔鹽與水進行換熱,釋放熱量。熔鹽儲能可以根據能量需求自由調整輸出時間,敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲熱時間可以達到11個小時。

圖:熔鹽儲熱原理(資料來源:中科儲能官網)
根據不完全統計,2022年招標/簽約/建設中的熔鹽儲熱項目達16個【詳見如下匯總表】,總裝機規模達3074MW。

報告介紹了熔鹽儲能的幾大優勢:
①儲能規模大:熔鹽儲熱規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能綠色調峰電站儲能規模達到600MW/3600MWh;
②儲能時間長:熔鹽儲能可以實現單日10小時以上的儲熱能力,敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲熱時間可以達到11個小時,遠遠高于當前2-4小時的配儲比例要求;
③壽命長:熔鹽儲熱項目壽命在25年左右;
④環保安全:不產生污染排放。
同時,報告也指出了熔鹽儲能技術的局限性:
①成本較高:已投運的裝機110MW配10小時儲能的新月沙丘熔鹽塔項目的總投資額約8億美元(約合人民54億元),據此計算投資成本在500萬/MWh左右,據《電化學與蓄熱儲能技術在可再生能源領域的應用》測算,在不考慮能量損失的情況下熔鹽儲熱度電成本約0.443元/kWh,則在50%轉化效率的情況下度電成本約0.886元/kWh。
②能量利用率較低:在換熱系統中高溫熔鹽與水換熱,產生水蒸汽,驅動渦輪機工作階段能量浪費較多,效率較低。
③熔鹽具有腐蝕性:熔鹽中含有的氯化鹽、碳酸鹽、硝酸鹽對熔融罐、管道等設備具有一定腐蝕作用。
報告整理了目前熔鹽儲熱的4種典型應用場景:
1)光熱發電:二元鹽(60%硝酸鈉+40%硝酸鉀)是目前多數光熱電站選用的傳儲熱工質,其熔點為220℃,最高工作溫度可達600℃。2009年3月成功運行的西班牙安達索爾槽式光熱發電站配置了熔鹽儲熱系統,成為全球首個商業化聚光太陽能電站。截至2021年末,熔巖儲能在全球儲能市場中累計規模占比1.6%,在國內累計規模占比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”技術實施系統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-水換熱器等設備,對面積超過10000m2的建筑更為適用,整個系統的投資成本大約在150元/m2,供暖運行成本根據峰谷電價不同在13~18元/m2,具有良好的經濟性能。
3)工業蒸汽:熔鹽蓄熱技術不僅可以使用谷電,還可以大量使用工業余熱、太陽能集熱或直接利用火電廠生產的蒸汽等,通過這些熱源來直接加熱熔鹽,便可以實現相比電熱轉換更高的能源轉換效率。而在輸出端,熔鹽蓄熱系統除了供暖,還可以服務需求更加多樣化的工業蒸汽市場。
4)火電靈活性改造:火電靈活性改造的主要目標是改善火電機組的最小出力限制,擴大機組出力調節的幅度,減小熱電聯產組合中發電對發熱的配比,即熱電解耦。目前實現發電機組熱電解耦的技術路線較多,熔鹽儲能技術是其中重要方法之一,其可與火電機組熱力系統參數相匹配,顯著改善火電機組供熱調峰能力。蒸汽加熱熔鹽儲能的火電機組調峰技術與現有的火電機組調峰技術相比,具有能耗低、機組運行更節能可靠,改造成本低等優點。
此外,報告給出如下投資建議:行業方面,隨著電力系統對調節能力需求提升、新能源開發消納規模不斷加大,長時儲能建設進度有望加速。維持行業“推薦”評級。個股方面,建議關注首航高科、西子潔能、上海電氣、安彩高科、洛陽玻璃、中能科技、魯陽節能等。
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