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近日，第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開，中國聯合工程有限公司孫武星出席會議并作主題演講《熔鹽儲能技術在多行業多場景下的投資邏輯和經濟模型分析》，全面介紹了熔鹽儲能技術在光熱發電、火電靈活性改造、園區供熱、余熱利用等多場景的運營邏輯、造價、經濟模型并對未來發展趨勢進行了分析預測。

圖：孫武星

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背景和概述

在“雙碳”背景下，我國的儲能/儲熱需求日益增長。

孫武星指出，熔鹽儲熱作為顯熱儲熱，其核心優勢在于與蒸汽參數匹配度高。因為它處于二元鹽（290-600攝氏度）和三元鹽（150-450攝氏度）的溫度范圍，恰好適配超高溫、高溫蒸汽參數。他表示，蒸汽無法直接存儲，而熔鹽則是理想媒介，且可通過擴大熔鹽罐規模提升儲熱規模（規模越大單位成本越低），儲熱時間由熔鹽罐大小及儲量決定（儲量越大儲熱越長）。

此外，孫武星還說明了二元鹽與三元鹽的區別：二元鹽溫度更高，主要用于發電（如光熱發電、煤氣調峰發電等）；三元鹽多用于供熱、工業蒸汽供應。不過具體場景需具體分析，部分工業蒸汽場景也可能更適合用二元鹽。

二元、三元熔鹽特性參數

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應用場景

據孫武星介紹，常規熔鹽儲熱系統的核心是雙罐系統，可實現加熱、放熱過程解耦，是光熱、園區供熱、零碳工廠、調峰等場景的核心【運行原理詳見下圖】。

他表示，熔鹽加熱系統應用廣泛：光熱發電使用的是聚光集熱系統；與風電、光伏或是谷電耦合就是熔鹽電加熱器；電站及園區供熱調峰使用的是蒸汽或熔鹽電加熱器；鋼鐵廠采用煤氣熔鹽加熱器或余熱加熱器；在壓縮空氣儲能行業也會通過熔鹽高溫壓縮空氣來加熱，提升效率。

接下來，孫武星重點介紹了熔鹽儲能的九個應用場景：

▌場景一：光熱發電

目前有兩種主要應用場景：一是與風電、光伏耦合。孫武星指出，目前更多的是與風電耦合，因為136號文件發布后光伏項目對業主方來說易虧損；二是獨立光熱項目。這類項目有獨立電價，規模在100-350MW之間，造價1.5萬—1.7萬元/kW，度電成本0.5~0.75元/kWh，一般會隨規模擴大有所下降。

▌場景二：火電靈活性改造

主要應用場景：機組帶供熱深調能力不足、深調脫硝排放問題和頂峰能力不夠。目前應用規模為10%～30%（示范項目10%～15%），造價為500~1000元/kWh。

經濟模型：深調收益、頂峰收益，調頻收益和新增供熱能力收益。其中調頻收益是關鍵。

孫武星比較了兩種加熱方案：

（1）蒸汽加熱方案

火電靈活改造-蒸汽加熱方案

蒸汽加熱以三元鹽為主，利用主蒸汽等換熱。優點是效率高；缺點是系統整體復雜，改造工作量大、深調幅度不足、整體調頻能力提升有限、對原有系統影響較大、運行可靠性欠佳。

（2）電加熱方案

火電靈活改造-電加熱方案

電加熱的缺點是效率低；優點是調峰深、靈活性強、供熱安全。

孫武星強調，蒸汽加熱和電加熱兩者沒有優劣之分，要根據具體需求進行具體分析。

▌場景三：谷電加熱熔鹽儲能園區供熱

主要應用場景：園區供熱能力不足，且受燃煤指標限制；江浙、廣東等東南沿海城市燃氣價格高昂。當前市場項目規模多為50-200t/h。

經濟模型：新增供熱收益。成本為谷電電價+容量電費。

孫武星分享了正在參與的嘉興桐鄉項目：該項目投資2.5億，規模為70MW/343MWht熔鹽儲熱。項目的購電電價為0.26元/kwh(不含稅)，蒸汽售價為321元/t(不含稅)，項目全投資內部收益率8.9%，資本金投資內部收益率14.56%【未考慮容量費】。

▌場景四：園區供熱調峰

主要應用場景：園區負荷穩定性差，存在峰谷波動、鍋爐峰值區間供熱能力不足等問題。如江浙區域白天負荷高、晚上低，硅料企業入駐后白天供熱能力不足。此時可通過熔鹽儲能將晚上能量平移至白天，能夠在不增加機爐規模的情況下提升白天供熱能力。當前市場規模主要介于50-200t/h，造價為500-700元/kWh。

經濟模型：新增供熱收益；提高鍋爐效率；降低鍋爐低負荷脫硝成本與罰款風險。成本為燃料，項目投資回收期短，3~7年可回收。

▌場景五：鋼鐵廠煤氣調峰

主要應用場景：鋼鐵企業自備電站不足以覆蓋鋼鐵廠用電，而鋼鐵企業自備電站汽輪機運行存在余量，可利用該余量新建燃氣熔鹽儲熱系統。規模根據汽輪機余量、燃氣鍋爐最低負荷確定，造價在450-700元/kWh。

經濟模型：谷電時間段，煤氣熔鹽爐運行，將熱量存儲在熔鹽；峰電時間段，熔鹽加熱蒸汽，對外供蒸汽進行發電，通過上述運行模式，基于峰谷價差套利。項目投資回收期短，4~8年回收（峰谷價差0.6~0.9元/kWh）。

▌場景六：余熱利用

主要應用場景：產品存在高溫余熱，原采用風冷，大量熱能浪費。規模根據余熱、鹽浴溫度定，熔鹽側的造價為450~700元/kWh，余熱側根據規模定價。

經濟模型：由于熱量來自余熱，無運行成本；此外，精準控溫能提高工藝產品質量與價格競爭力，同時還可耦合煤氣調峰發電，公用熔鹽儲能側，收益更優。項目投資回收期短，2~7年回收。

▌場景七：獨立熔鹽儲能電站

主要應用場景：大基地、綠色通道的共享儲能。以規模為100MW/400MWh熔鹽+150MW/300MWh電化學項目為例，造價約為8.5億元。

經濟模型：整體電效率為55~60%，收益主要來自調峰。容量租賃和容量補償需要與電廠談判。投資回收期8年，內部收益率13%。

▌場景八：孤網綠電熔鹽儲能供熱

主要應用場景：在源、網、荷、儲都具備的條件下，通過輸送光伏、風電等綠電加熱熔鹽，替代燃煤/天然氣產氣。

經濟模型：該項目為孤網，替代原有動力站燃煤產氣，效率高達90%，造價為500-700元/kWh。其中，蒸汽成本隨綠電成本變化，在120~150元/t之間。

▌場景九：壓縮空氣儲能高溫回熱

運行模式：利用三元鹽或四元鹽回收高溫熱，壓縮時儲熱，膨脹時放熱。和中溫路線技術相比，效率提升3%~5%。整體投資約占項目總投資的5%，同時可以耦合高溫供熱需求，提高經濟性。

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發展趨勢解讀

結合上述九個應用場景的實際應用現狀，孫武星總結了當前熔鹽儲熱的技術優勢和面臨的挑戰：

▌技術優勢

（1）高效儲能＞90%：熔鹽儲熱技術具有較高的儲能效率，能夠有效地儲存和釋放熱能。

（2）和蒸汽匹配度高：熔鹽儲熱技術可以在較寬的溫度范圍內工作，適用于各種不同的應用場景。

（3）安全環保：熔鹽儲熱技術使用無毒、無害的熔鹽作為儲能介質，對環境和人體健康沒有危害。

▌面臨挑戰

（1）成本問題：熔鹽、電加熱器、熔鹽儲罐、SGS、熔鹽閥門投資高。

（2）高溫電加熱器研發：高溫電加熱器設備本身在開發過程，還未有得到市場驗證，目前低壓設備、變壓器、開關柜、動力線等繁雜。

（3）電網接入問題：電熱方案中所有能量都來自于電，接入系統規模大，需和電網談判，對電網有一定壓力；容量費問題較為突出。

根據國家能源局出臺的政策，目前單個光熱項目投資十幾億，預計每年3GW；存量煤電機組靈活性改造應改盡改，“十四五”期間將完成2億千瓦，增加系統調節能力3000-4000萬千瓦，促進清潔能源消納，實現煤電機組靈活制造規模1.5億千瓦；同時，供熱需求增加，卻控制燃煤耗量。

綜上，孫武星預測，結合熔鹽儲熱技術在火電靈活性改造、園區供熱調峰、鋼鐵廠煤氣調峰、余熱利用以及孤網綠電儲能供熱等領域的廣泛應用前景，預計到2030年，全球熔鹽儲熱技術的市場規模將達到數千億美元，中國熔鹽儲熱技術市場規模將達到1000億元人民幣。

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安全性分析

熔鹽儲熱技術源自塔式光熱發電技術，除鏡場與熔鹽儲熱技術有所區別外，其余技術完全一致。

據孫武星介紹，目前國內第一批光熱項目已經平穩運行5年，無事故發生。國內第一批與第二批光熱項目已建成和在建的項目共有20多個。而按照國家能源局的規劃，到十四五結束上馬項目9GW，約有90個項目，技術均相同。熔鹽方面，二元鹽、三元鹽技術成熟，已經過數十個項目的運行驗證。

熔鹽材料的安全性評估方面，經應急管理部鑒定，光熱熔鹽所包含的硝酸鉀和硝酸鈉為無機氧化物，不屬爆炸品，建議按照乙類火災危險性進行儲存。【詳細鑒定結果見下表】

試驗鑒定報告截圖

DLT5064-2021太陽能熱發電總圖運輸設計規范截圖

隨后，孫武星詳細介紹了中國聯合公司設計的熔鹽儲熱系統：

該系統由光熱項目衍生而來，相似度較高，有充分的工程驗證。在安全設計上：

（1）冷熱熔鹽罐連通大氣，為常壓罐；

（2）熔鹽管路中過熱器至預熱器出口有安全閥，安全閥泄放管接入就近卸鹽槽；

（3）熔鹽電加熱器出口處設有安全閥安全閥泄放管接入就近卸驗槽；

（4）汽水側按常規設置有安全閥；

（5）熔鹽系統管路上設有幾余的壓力溫度測點，設有異常聯鎖報警；

（6）設備有壓力檢測，超壓報警；

（7）熔鹽罐集中布置，四周設下沉圍堰，若真的發生事故，圍堰容積能夠容納所有熔鹽泄放量，對周邊建構筑物影響較??；

（8）熔鹽電加熱器、熔鹽換熱器單獨布置，或四周設實體防火墻，若泄漏對周邊影響較?。ɑ蛘邇扇埯}罐間設置換熱器車間，圍堰設置于最外側）。

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已參與、對接近50個光熱/熔鹽項目

中國聯合工程有限公司總部前身是機械工業部第二設計研究院，1953年成立于上海。江澤民同志是二院的創業者之一，曾擔任二院第一任電氣專業科科長和院工會主席。1970年遷貴州遵義，后返回杭州。目前員工7000多名，工程技術人員占95%以上。公司業務板塊多，包含民用、能源、工業等。其中能源板塊總人數為1000人。

美國《工程新聞記錄》（ENR）對中國工程設計企業60強的統計排名中，中聯公司排名第8。公司已獲得國家級科技成果獎100多項，省部級獎1000多項，主編、參編國家、地方和行業標準、規范100余項；合計完成14個項目，當前項目前期對接30多項【詳見下圖】。