近日,華(hua)安證券發布名(ming)為《熔鹽儲能開啟長時儲能篇章(zhang),光(guang)熱發電(dian)和火電(dian)改(gai)造成為主要應(ying)用(yong)場景》的最新(xin)研究(jiu)報告。
報告指(zhi)出,熔(rong)鹽(yan)儲能是一(yi)種可以傳遞能量(liang)、長時(shi)間(6-8h)、大(da)容量(liang)儲能的(de)技(ji)術(shu)路徑,隨著國家政策的(de)大(da)力支持,熔(rong)鹽(yan)儲能在光熱發(fa)電和火電機(ji)組靈活(huo)改造將(jiang)大(da)有可為(wei)。
幾種主流儲能技術及行業概況
儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)的(de)形(xing)(xing)式主要包括物理儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)和化學儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)。根(gen)據DOE數據顯示(shi),三大(da)主流(liu)的(de)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)形(xing)(xing)式為(wei)抽水(shui)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、電(dian)化學儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、熱能(neng)(neng)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng);而(er)目前最為(wei)熱門的(de)三大(da)新型儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)方式,電(dian)化學儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、氫能(neng)(neng)儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)、熔鹽儲(chu)(chu)(chu)(chu)能(neng)(neng)。
圖:儲能技術分類
根據中(zhong)關村儲(chu)(chu)能(neng)(neng)產(chan)業技(ji)術聯(lian)盟發布《儲(chu)(chu)能(neng)(neng)產(chan)業研(yan)究白(bai)皮(pi)書2023》顯(xian)示,截至2022年底,中(zhong)國已投運電力(li)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)項目累計裝(zhuang)機規模(mo)(mo)59.8GW,占全球市(shi)場總規模(mo)(mo)的25%,年增長(chang)率38%。抽水蓄能(neng)(neng)累計裝(zhuang)機占比首次低于(yu)80%,與2021年同期相比下降(jiang)8.3%;新型儲(chu)(chu)能(neng)(neng)繼續高速發展,累計裝(zhuang)機規模(mo)(mo)首次突破10GW,達到13.1GW/27.1GWh,功率規模(mo)(mo)年增長(chang)率達128%,能(neng)(neng)量規模(mo)(mo)年增長(chang)率達141%。
熔(rong)鹽具有工作溫度高(gao)、使用溫度范圍廣、傳(chuan)熱(re)能力強、系統壓力小(xiao)、經濟性較好等一系列的優點,目前(qian)已成為光(guang)熱(re)電站傳(chuan)熱(re)和儲熱(re)介質的首(shou)選。
然(ran)而,熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技術并非只能(neng)(neng)(neng)搭配光(guang)熱(re)(re)使(shi)用(yong),基于(yu)其本身的優良特性,熔鹽儲(chu)能(neng)(neng)(neng)可以(yi)適用(yong)于(yu)多種場景(jing)。如火電廠儲(chu)能(neng)(neng)(neng)改造、工業余熱(re)(re)儲(chu)能(neng)(neng)(neng)、谷電工業制熱(re)(re)、光(guang)伏棄電儲(chu)能(neng)(neng)(neng)、風力棄電儲(chu)能(neng)(neng)(neng)、交通運(yun)輸儲(chu)能(neng)(neng)(neng)等等多種領域。
熔鹽儲熱技術在光熱發電和火電靈活性改造領域的應用
從光(guang)熱發(fa)電市場(chang)應用(yong)來看,光(guang)熱電站一般采用(yong)熱鹽(yan)罐(guan)與(yu)冷(leng)鹽(yan)罐(guan)雙(shuang)罐(guan)系統(tong)存放(fang)熔(rong)鹽(yan)。冷(leng)熔(rong)鹽(yan)貯罐(guan)內(nei)的熔(rong)鹽(yan)經熔(rong)鹽(yan)泵(beng)輸(shu)送到(dao)太陽能(neng)集熱器內(nei),吸收(shou)熱能(neng)升溫后進(jin)入熱熔(rong)鹽(yan)儲罐(guan)中,隨(sui)后高溫熔(rong)融鹽(yan)流進(jin)熔(rong)鹽(yan)蒸(zheng)汽(qi)發(fa)生器,產(chan)生過熱蒸(zheng)汽(qi)驅動(dong)蒸(zheng)汽(qi)渦輪機運行發(fa)電,而熔(rong)鹽(yan)溫度(du)降低后流回冷(leng)熔(rong)鹽(yan)儲罐(guan)。
2023年4月,國家能(neng)源局(ju)(ju)發(fa)布《國家能(neng)源局(ju)(ju)綜合司關于推(tui)動光熱(re)發(fa)電規模化發(fa)展有(you)關事項的通知》。力爭(zheng)“十四五”期間光熱(re)發(fa)電每(mei)年新增開工規模3GW左右。
火(huo)電靈活(huo)性指的是運行靈活(huo)性,主要包括(kuo)深度調峰(feng)、快速啟(qi)停、爬坡(po)能力(li),對(dui)于(yu)火(huo)電機組改造的重點是提高機組的深度調峰(feng)能力(li)。
目前存在(zai)鍋(guo)爐系統改造方案和(he)“熱電(dian)解(jie)耦”改造方案,火電(dian)機(ji)組調峰能力(li)大(da)幅提升,但也存在(zai)不少問題。
圖:常(chang)規火電機(ji)組靈活性改造(zao)方案
圖:常規火電機組靈活性改造(zao)存在的問題
目前(qian)存(cun)在(zai)的新型靈活性改造(zao)方(fang)案(an)是(shi)將光(guang)熱(re)(re)電站中的大(da)容量高溫熔鹽儲熱(re)(re)系(xi)統(tong),嵌(qian)入傳統(tong)的“鍋爐-汽機”熱(re)(re)力系(xi)統(tong)中,削弱原本剛性聯系(xi)的“爐機耦合”。
這一方案(an)大幅(fu)度增加火電機組(zu)的調峰能(neng)力,并能(neng)解(jie)決傳統靈活性改造方案(an)存在(zai)的問(wen)題。
高(gao)溫熔鹽儲熱技術的(de)改(gai)造下,火電(dian)機(ji)組可以更好的(de)適(shi)應電(dian)力(li)市(shi)場的(de)改(gai)革,實現(xian)大容(rong)量高(gao)參數供熱和延壽改(gai)造。
圖(tu):嵌入高(gao)溫熔鹽儲熱系統的火電機組工藝圖(tu)
由2025年(nian)及2030年(nian)的規劃方案(an)可知,火電機組(zu)深度調(diao)峰(feng)(feng)改造容量和調(diao)峰(feng)(feng)深度都達到上(shang)限,說明火電機組(zu)深度調(diao)峰(feng)(feng)是抽水蓄能(neng)機組(zu)建設過程(cheng)中,電池儲能(neng)成本進一(yi)步(bu)下降前首選的靈活(huo)性(xing)資(zi)源(yuan)。
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