近日,華安證券發布名為《熔鹽儲能開啟長時儲能篇章,光熱發電和火電改造成為主要應用場景》的最新研究報告。
報告指出,熔鹽儲能是一種可以傳遞能量、長時間(6-8h)、大容量儲能的技術路徑,隨著國家政策的大力支持,熔鹽儲能在光熱發電和火電機組靈活改造將大有可為。
幾種主流儲能技術及行業概況
儲能的形式主要包括物理儲能和化學儲能。根據DOE數據顯示,三大主流的儲能形式為抽水儲能、電化學儲能、熱能儲能;而目前最為熱門的三大新型儲能方式,電化學儲能、氫能儲能、熔鹽儲能。
圖:儲能技術分類
根據中關村儲能產業技術聯盟發布《儲能產業研究白皮書2023》顯示,截至2022年底,中國已投運電力儲能項目累計裝機規模59.8GW,占全球市場總規模的25%,年增長率38%。抽水蓄能累計裝機占比首次低于80%,與2021年同期相比下降8.3%;新型儲能繼續高速發展,累計裝機規模首次突破10GW,達到13.1GW/27.1GWh,功率規模年增長率達128%,能量規模年增長率達141%。
熔鹽具有工作溫度高、使用溫度范圍廣、傳熱能力強、系統壓力小、經濟性較好等一系列的優點,目前已成為光熱電站傳熱和儲熱介質的首選。
然而,熔鹽儲能技術并非只能搭配光熱使用,基于其本身的優良特性,熔鹽儲能可以適用于多種場景。如火電廠儲能改造、工業余熱儲能、谷電工業制熱、光伏棄電儲能、風力棄電儲能、交通運輸儲能等等多種領域。
熔鹽儲熱技術在光熱發電和火電靈活性改造領域的應用
從光熱發電市場應用來看,光熱電站一般采用熱鹽罐與冷鹽罐雙罐系統存放熔鹽。冷熔鹽貯罐內的熔鹽經熔鹽泵輸送到太陽能集熱器內,吸收熱能升溫后進入熱熔鹽儲罐中,隨后高溫熔融鹽流進熔鹽蒸汽發生器,產生過熱蒸汽驅動蒸汽渦輪機運行發電,而熔鹽溫度降低后流回冷熔鹽儲罐。
2023年4月,國家能源局發布《國家能源局綜合司關于推動光熱發電規模化發展有關事項的通知》。力爭“十四五”期間光熱發電每年新增開工規模3GW左右。
火電靈活性指的是運行靈活性,主要包括深度調峰、快速啟停、爬坡能力,對于火電機組改造的重點是提高機組的深度調峰能力。
目前存在鍋爐系統改造方案和“熱電解耦”改造方案,火電機組調峰能力大幅提升,但也存在不少問題。
圖:常規火電機組靈活性改造方案
圖:常規火電機組靈活性改造存在的問題
目前存在的新型靈活性改造方案是將光熱電站中的大容量高溫熔鹽儲熱系統,嵌入傳統的“鍋爐-汽機”熱力系統中,削弱原本剛性聯系的“爐機耦合”。
這一方案大幅度增加火電機組的調峰能力,并能解決傳統靈活性改造方案存在的問題。
高溫熔鹽儲熱技術的改造下,火電機組可以更好的適應電力市場的改革,實現大容量高參數供熱和延壽改造。
圖:嵌入高溫熔鹽儲熱系統的火電機組工藝圖
由2025年及2030年的規劃方案可知,火電機組深度調峰改造容量和調峰深度都達到上限,說明火電機組深度調峰是抽水蓄能機組建設過程中,電池儲能成本進一步下降前首選的靈活性資源。
注:如需獲取該研報,可添加微信號cspswd索取。