中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：作為一種大規(guī)模新興儲(chǔ)能方式，熔鹽儲(chǔ)能具有多種優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過多年培育，熔鹽儲(chǔ)能市場(chǎng)應(yīng)用情況如何？其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還面臨哪些關(guān)鍵問題？
近日，熔鹽儲(chǔ)能光熱發(fā)電解決方案提供商——浙江可勝技術(shù)股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“可勝技術(shù)”），在浙江證監(jiān)局進(jìn)行輔導(dǎo)備案登記，正式啟動(dòng)上市。
這一消息點(diǎn)燃市場(chǎng)對(duì)熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)路線的關(guān)注。作為一種大規(guī)模新興儲(chǔ)能方式，熔鹽儲(chǔ)能具有安全性高、環(huán)境友好、成本低、儲(chǔ)能容量大等優(yōu)勢(shì)，隨著太陽能光熱發(fā)電而快速崛起。經(jīng)過多年培育，熔鹽儲(chǔ)能市場(chǎng)應(yīng)用情況如何？其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還面臨哪些關(guān)鍵問題？
起步于光熱發(fā)電領(lǐng)域
海拔3017米，一座巨型吸熱塔矗立在青海德令哈廣袤大地上，27000余塊定日鏡布置在吸熱塔四周，隨著太陽移動(dòng)不斷調(diào)整姿態(tài)，并將收集到的陽光反射到200多米高的吸熱器上。在吸熱器中，光能被轉(zhuǎn)換為熱能儲(chǔ)存。
上述項(xiàng)目正是國(guó)家首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目——青海中控德令哈50MW塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站，該電站于2018年12月并網(wǎng)發(fā)電，總裝機(jī)容量50兆瓦，配置7小時(shí)熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)。
“項(xiàng)目移交生產(chǎn)運(yùn)行以來，連續(xù)多年穩(wěn)定運(yùn)行，2023年度發(fā)電量更是再創(chuàng)新高，達(dá)到1.524億千瓦時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電量的104.38%?！鼻嗪Ｖ锌氐铝罟?0兆瓦塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站總設(shè)計(jì)師、可勝技術(shù)董事長(zhǎng)金建祥介紹，作為一種以儲(chǔ)熱材料為媒介的儲(chǔ)能技術(shù)，熔鹽在290攝氏度—565攝氏度工作溫度區(qū)間維持液態(tài)，通過溫度的升高和降低來儲(chǔ)存和釋放能量，是一種低成本、高效的儲(chǔ)能技術(shù)。
我國(guó)熔鹽儲(chǔ)能發(fā)展勢(shì)頭迅猛，是繼西班牙、美國(guó)之后全球第三大熔鹽儲(chǔ)能市場(chǎng)，這主要得益于光熱發(fā)電項(xiàng)目的建設(shè)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，截至2023年底，我國(guó)兆瓦級(jí)規(guī)模以上光熱發(fā)電機(jī)組累計(jì)裝機(jī)容量為58.8萬千瓦，在建和擬建光熱發(fā)電項(xiàng)目約43個(gè)，總裝機(jī)容量480萬千瓦，均配置8—16小時(shí)熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)。根據(jù)國(guó)家能源局綜合司印發(fā)的《關(guān)于推動(dòng)光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展有關(guān)事項(xiàng)的通知》，“十四五“期間，全國(guó)光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模力爭(zhēng)達(dá)到300萬千瓦左右，則對(duì)應(yīng)每年需要熔鹽量90萬噸。在國(guó)家新能源和低碳發(fā)展的政策利好下，熔鹽儲(chǔ)能規(guī)?；ㄔO(shè)已經(jīng)成為大勢(shì)所趨。
金建祥介紹，我國(guó)已掌握完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的熔鹽儲(chǔ)能光熱發(fā)電核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)了熔鹽儲(chǔ)能相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，國(guó)產(chǎn)化率近100%。目前，產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)品和設(shè)備相關(guān)企業(yè)已超過百余家，產(chǎn)品和服務(wù)覆蓋熔鹽、熔鹽儲(chǔ)罐、保溫材料、熔鹽泵、熔鹽閥等，供應(yīng)鏈已較為完善，可以滿足我國(guó)大量熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目投資和建設(shè)需要。
應(yīng)用場(chǎng)景拓寬
值得一提的是，當(dāng)前以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏發(fā)電基地建設(shè)如火如荼，在龐大增量市場(chǎng)的支撐下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)將迎來難得歷史機(jī)遇。
在各儲(chǔ)能路線中，抽水蓄能是最成熟的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)，但是受到地理?xiàng)l件、建設(shè)周期長(zhǎng)等因素的限制；鋰電為代表的新型儲(chǔ)能發(fā)展迅速，也面臨單位投資額較高，安全性難以從根源上保證的問題?！叭埯}儲(chǔ)能由于不受地理?xiàng)l件限制、建設(shè)周期與新能源項(xiàng)目相匹配，且具有儲(chǔ)能規(guī)模大、儲(chǔ)能密度大、安全性能高等突出優(yōu)點(diǎn)，在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域中的優(yōu)勢(shì)尤為明顯?！苯鸾ㄏ檎f。
金合能源技術(shù)總監(jiān)金翼給《中國(guó)能源報(bào)》記者算了筆賬——單從投資成本來說，即使在鋰電價(jià)格不斷下行情況下，儲(chǔ)熱也比鋰電便宜。目前，鋰電價(jià)格在0.4元/瓦時(shí)左右，儲(chǔ)熱成本可以做到0.1元。
除了應(yīng)用在光熱領(lǐng)域，熔鹽儲(chǔ)能也在探索更多可能。2022年10月，浙江省最大用戶側(cè)熔鹽儲(chǔ)能——紹興綠電熔鹽儲(chǔ)能示范項(xiàng)目正式運(yùn)行；同年12月，江蘇國(guó)信靖江電廠2×660兆瓦機(jī)組熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰供熱項(xiàng)目正式投運(yùn)，是我國(guó)首個(gè)真正意義上采用熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的大規(guī)?；痣娬{(diào)峰、調(diào)頻、供熱項(xiàng)目，這標(biāo)志著熔鹽儲(chǔ)能成功應(yīng)用于火（熱）電機(jī)組靈活改造和綠色熱能供應(yīng)領(lǐng)域。
在金建祥看來，熔鹽儲(chǔ)能的應(yīng)用領(lǐng)域遠(yuǎn)不限于發(fā)電側(cè)，隨著能源消費(fèi)側(cè)熱能需求量的增加，將帶來大量綠電制熱需求，熔鹽儲(chǔ)熱還將促進(jìn)熱能脫碳。
機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年12月，中國(guó)已投運(yùn)電力儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)86.5吉瓦，其中抽水蓄能51.3吉瓦，占比59.4%，新型儲(chǔ)能占比39.9%，熔鹽儲(chǔ)能緊隨其后，占比0.7%，是第三大儲(chǔ)能模式。
根據(jù)規(guī)劃，“十四五”期間，我國(guó)要完成2億千瓦存量煤電機(jī)組靈活性改造，增加系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力3000—4000萬千瓦。業(yè)內(nèi)預(yù)計(jì)，“十四五”期間，僅火電靈活性改造領(lǐng)域，熔鹽儲(chǔ)能的市場(chǎng)空間就高達(dá)千億級(jí)。自去年以來，熔鹽儲(chǔ)能賽道持續(xù)升溫。
縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從2013年我國(guó)首個(gè)熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目（青海中控德令哈10兆瓦塔式光熱電站）起步，到目前的示范應(yīng)用，熔鹽儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用還面臨諸多問題。
業(yè)內(nèi)人士坦言，熔鹽儲(chǔ)能初始投資額高，與抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能初始投資成本相近。此外，熔鹽儲(chǔ)能效率普遍低于60%，相較電化學(xué)與機(jī)械儲(chǔ)能，轉(zhuǎn)化效率較低。
據(jù)悉，熔鹽儲(chǔ)能關(guān)鍵原材料——太陽鹽（Solar Salt），是硝酸鉀和硝酸鈉以40%和60%的質(zhì)量比混合而成。我國(guó)是硝酸鈉生產(chǎn)大國(guó)，但硝酸鉀中的氯化鉀有一大部分從俄羅斯、烏克蘭等國(guó)進(jìn)口。受俄烏關(guān)系影響，近兩年熔鹽儲(chǔ)能供應(yīng)鏈出現(xiàn)一定波動(dòng)。業(yè)內(nèi)擔(dān)憂，太陽鹽出現(xiàn)諸如電池材料碳酸鋰價(jià)格飆升的類似情況。
這給熔鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)敲響警鐘?！耙苊庠牧瞎?yīng)受國(guó)際環(huán)境變化影響，導(dǎo)致價(jià)格大幅波動(dòng)，給熔鹽儲(chǔ)能市場(chǎng)帶來成本增加的風(fēng)險(xiǎn)。”北京工業(yè)大學(xué)教授張燦燦向《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，熔鹽儲(chǔ)能規(guī)模化發(fā)展要未雨綢繆，相關(guān)企業(yè)加快投擴(kuò)產(chǎn)步伐，保障原材料產(chǎn)品質(zhì)量和供應(yīng)穩(wěn)定。
“此外，硝酸鉀、硝酸鈉屬于危險(xiǎn)化學(xué)品，這給項(xiàng)目審批、管理帶來諸多不便?！睆垹N燦指出，熔鹽原料是由多種材料混合組成，組分選用得當(dāng)，是一種安全性很高的儲(chǔ)熱方式，不存在燃燒、爆炸風(fēng)險(xiǎn)，市場(chǎng)對(duì)其存在一定認(rèn)識(shí)誤區(qū)。
加快建設(shè)示范項(xiàng)目
事實(shí)上，熔鹽僅是顯熱儲(chǔ)熱技術(shù)中的一種。儲(chǔ)熱還有相變儲(chǔ)熱、化學(xué)反應(yīng)儲(chǔ)熱等多種形式。得益于光熱產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)，近年來，熔鹽儲(chǔ)能脫穎而出，實(shí)現(xiàn)較快發(fā)展。
但相比儲(chǔ)電，儲(chǔ)熱并不為人們熟知。“能源的利用形式主要包括電和熱兩種，也隨之產(chǎn)生儲(chǔ)電和儲(chǔ)熱兩種技術(shù)?！痹诮鹨砜磥?，儲(chǔ)電之所以發(fā)展很快，是基于它本身是電對(duì)電系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)接受度較好，可以通過電網(wǎng)進(jìn)行傳輸，而儲(chǔ)熱是電對(duì)熱，輸送難度高很多，使用半徑有限?；痣姛犭娐?lián)產(chǎn)機(jī)組有熱網(wǎng)、電網(wǎng)，可以通過“熱”的形式供給給用戶。而采用“電—熱—電”模式即將電能轉(zhuǎn)換為熱能再轉(zhuǎn)化為電能，從熱力學(xué)角度來看，轉(zhuǎn)換效率較低，市場(chǎng)存在一些爭(zhēng)議。
金翼指出，儲(chǔ)熱始終不是一項(xiàng)完全獨(dú)立的技術(shù)，它需要依附光熱、煤電機(jī)組、清潔取暖項(xiàng)目，壓縮空氣儲(chǔ)能也有儲(chǔ)熱技術(shù)。因此，儲(chǔ)熱實(shí)際裝機(jī)規(guī)模很難準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目的儲(chǔ)熱究竟是儲(chǔ)能，還是屬于光熱或煤電機(jī)組的組成板塊，界定尚不清晰。
面對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來。張燦燦坦言，相比抽水蓄能、新型儲(chǔ)能，熔鹽儲(chǔ)能缺乏政策扶持，建議參照?qǐng)?zhí)行抽水蓄能電站政策機(jī)制。此外，熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、可靠性，安全性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺乏，哪些地方可以用，哪些地方禁止用，具體操作細(xì)則，亟待建立明確的行業(yè)規(guī)范。“熔鹽儲(chǔ)能物性測(cè)試國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)已完成修訂，今年有望公布實(shí)施?！?
技術(shù)方面，“熔鹽在傳輸過程中向外散熱，當(dāng)溫度低于熔點(diǎn)時(shí)極易凝固，發(fā)生‘凍管’，導(dǎo)致系統(tǒng)失效?！睆垹N燦指出，儲(chǔ)熱技術(shù)有待持續(xù)攻關(guān)，性能指標(biāo)還需進(jìn)一步優(yōu)化，北京工業(yè)大學(xué)已成功研發(fā)并應(yīng)用低熔點(diǎn)熔鹽，熔點(diǎn)降到180攝氏度左右，可以儲(chǔ)存和釋放更多能量。
金建祥建議，加快建設(shè)熔鹽儲(chǔ)能應(yīng)用的示范項(xiàng)目。通過示范項(xiàng)目進(jìn)一步探索應(yīng)用場(chǎng)景和商業(yè)模式，為后續(xù)熔鹽儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的大規(guī)模應(yīng)用積累經(jīng)驗(yàn)。在工業(yè)脫碳領(lǐng)域，建議鼓勵(lì)熔鹽儲(chǔ)能將低谷電、棄風(fēng)棄光電轉(zhuǎn)化成綠色熱能，調(diào)整電力系統(tǒng)輸配電政策，免除熔鹽儲(chǔ)能外購電容量費(fèi)用及輸配電費(fèi)用；在火（熱）電機(jī)組靈活改造、冷熱電聯(lián)供等應(yīng)用領(lǐng)域，建議通過電力市場(chǎng)、輔助服務(wù)等收益方式體現(xiàn)熔鹽儲(chǔ)能的價(jià)值。
