熔鹽儲熱：長時儲能賽道的潛力路線

熔鹽儲熱通過加熱熔鹽完成儲能，是長時儲能的一種技術路線。

熔鹽儲熱蓄熱時采用智能互補系統(tǒng)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(tǒng)中高溫熔鹽與水進行換熱，釋放熱量。

熔鹽儲熱儲原理

熔鹽儲能可以根據(jù)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。

首航高科敦煌100MW光熱發(fā)電站

根據(jù)太陽能光熱產業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計，截至2021年底，全球太陽能熱發(fā)電累計裝機容量達到6.8GW，我國太陽能熱發(fā)電累計裝機容量為538MW。

我國光熱發(fā)電裝機容量

熔鹽儲熱招標/簽約/建設中總規(guī)模達到3047MW，有望實現(xiàn)跨越式增長。根據(jù)我們不完全統(tǒng)計，2022年招標/簽約/建設中的熔鹽儲熱項目達16個，總裝機規(guī)模達3074MW，其中甘肅省金昌市高溫熔鹽儲能綠色調峰電站儲能規(guī)模達到600MW/3600MWh，熔鹽儲熱項目規(guī)模大型化趨勢明顯。

2022年招標/簽約/建設中的熔鹽儲熱項目匯總

技術特點

大規(guī)模長時儲能，但轉化效率低

熔鹽儲熱作為一種新興的長時儲能方式，在新型儲能賽道上具有明顯優(yōu)勢：

1）儲能規(guī)模大：熔鹽儲熱規(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能綠色調峰電站儲能規(guī)模達到600MW/3600MWh，相對其他儲能方式，儲能規(guī)模更大。

2）儲能時間長：熔鹽儲能可以實現(xiàn)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，高于電化學儲能壽命。

4）環(huán)保安全：熔鹽儲能工作原理是加熱熔鹽儲能，并通過蒸汽帶動汽輪機發(fā)電，整個過程不產生污染排放。

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(jù)此測算投資成本在500萬/MWh左右，和抽水蓄能、壓縮空氣儲能等大規(guī)模儲能方式相當；

據(jù)《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(tǒng)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，效率較其他儲能方式比較低。

3）熔鹽具有腐蝕性：熔鹽中含有的氯化鹽、碳酸鹽、硝酸鹽具有一定的腐蝕性，對熔融罐、管道等設備具有一定的腐蝕作用。

4種典型應用場景

光熱發(fā)電+供熱供汽+火電靈活性改造

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(fā)電站配置了熔鹽儲熱系統(tǒng)，成為全球首個商業(yè)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(guī)模占比1.6%，在國內累計規(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”技術實施系統(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-水換熱器等設備，對面積超過10000m2的建筑更為適用，整個系統(tǒng)的投資成本大約在150元/m2，供暖運行成本根據(jù)峰谷電價不同在13~18元/m2，具有良好的經濟性能。

3)工業(yè)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(yè)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(xiàn)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(tǒng)除了供暖，還可以服務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是改善火電機組的最小出力限制，擴大機組出力調節(jié)的幅度，減小熱電聯(lián)產組合中發(fā)電對發(fā)熱的配比，即熱電解耦。

目前實現(xiàn)發(fā)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(tǒng)參數(shù)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(xiàn)有的火電機組調峰技術相比，具有能耗低、機組運行更節(jié)能可靠，改造成本低等優(yōu)點。

熔鹽儲能火電靈活性改造原理

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