中國儲能網(wǎng)訊：作為一種大規(guī)模新興儲能方式，熔鹽儲能具有多種優(yōu)勢。經(jīng)過多年培育，熔鹽儲能市場應用情況如何？其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還面臨哪些關鍵問題？
近日，熔鹽儲能光熱發(fā)電解決方案提供商——浙江可勝技術股份有限公司（以下簡稱“可勝技術”），在浙江證監(jiān)局進行輔導備案登記，正式啟動上市。
這一消息點燃市場對熔鹽儲能技術路線的關注。作為一種大規(guī)模新興儲能方式，熔鹽儲能具有安全性高、環(huán)境友好、成本低、儲能容量大等優(yōu)勢，隨著太陽能光熱發(fā)電而快速崛起。經(jīng)過多年培育，熔鹽儲能市場應用情況如何？其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展還面臨哪些關鍵問題？
起步于光熱發(fā)電領域
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，隨著太陽移動不斷調整姿態(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，光能被轉換為熱能儲存。
上述項目正是國家首批光熱發(fā)電示范項目——青海中控德令哈50MW塔式熔鹽儲能光熱電站，該電站于2018年12月并網(wǎng)發(fā)電，總裝機容量50兆瓦，配置7小時熔鹽儲能系統(tǒng)。
“項目移交生產(chǎn)運行以來，連續(xù)多年穩(wěn)定運行，2023年度發(fā)電量更是再創(chuàng)新高，達到1.524億千瓦時，達到設計發(fā)電量的104.38%。”青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站總設計師、可勝技術董事長金建祥介紹，作為一種以儲熱材料為媒介的儲能技術，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存和釋放能量，是一種低成本、高效的儲能技術。
我國熔鹽儲能發(fā)展勢頭迅猛，是繼西班牙、美國之后全球第三大熔鹽儲能市場，這主要得益于光熱發(fā)電項目的建設。據(jù)相關統(tǒng)計，截至2023年底，我國兆瓦級規(guī)模以上光熱發(fā)電機組累計裝機容量為58.8萬千瓦，在建和擬建光熱發(fā)電項目約43個，總裝機容量480萬千瓦，均配置8—16小時熔鹽儲能系統(tǒng)。根據(jù)國家能源局綜合司印發(fā)的《關于推動光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展有關事項的通知》，“十四五“期間，全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模力爭達到300萬千瓦左右，則對應每年需要熔鹽量90萬噸。在國家新能源和低碳發(fā)展的政策利好下，熔鹽儲能規(guī)?；ㄔO已經(jīng)成為大勢所趨。
金建祥介紹，我國已掌握完全自主知識產(chǎn)權的熔鹽儲能光熱發(fā)電核心技術，并實現(xiàn)了熔鹽儲能相關產(chǎn)品的規(guī)?；a(chǎn)，國產(chǎn)化率近100%。目前，產(chǎn)業(yè)鏈上下游產(chǎn)品和設備相關企業(yè)已超過百余家，產(chǎn)品和服務覆蓋熔鹽、熔鹽儲罐、保溫材料、熔鹽泵、熔鹽閥等，供應鏈已較為完善，可以滿足我國大量熔鹽儲能項目投資和建設需要。
應用場景拓寬
值得一提的是，當前以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏發(fā)電基地建設如火如荼，在龐大增量市場的支撐下，儲能產(chǎn)業(yè)將迎來難得歷史機遇。
在各儲能路線中，抽水蓄能是最成熟的長時儲能技術，但是受到地理條件、建設周期長等因素的限制；鋰電為代表的新型儲能發(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}儲能由于不受地理條件限制、建設周期與新能源項目相匹配，且具有儲能規(guī)模大、儲能密度大、安全性能高等突出優(yōu)點，在長時儲能領域中的優(yōu)勢尤為明顯。”金建祥說。
金合能源技術總監(jiān)金翼給《中國能源報》記者算了筆賬——單從投資成本來說，即使在鋰電價格不斷下行情況下，儲熱也比鋰電便宜。目前，鋰電價格在0.4元/瓦時左右，儲熱成本可以做到0.1元。
除了應用在光熱領域，熔鹽儲能也在探索更多可能。2022年10月，浙江省最大用戶側熔鹽儲能——紹興綠電熔鹽儲能示范項目正式運行；同年12月，江蘇國信靖江電廠2×660兆瓦機組熔鹽儲能調峰供熱項目正式投運，是我國首個真正意義上采用熔鹽儲熱技術的大規(guī)?；痣娬{峰、調頻、供熱項目，這標志著熔鹽儲能成功應用于火（熱）電機組靈活改造和綠色熱能供應領域。
在金建祥看來，熔鹽儲能的應用領域遠不限于發(fā)電側，隨著能源消費側熱能需求量的增加，將帶來大量綠電制熱需求，熔鹽儲熱還將促進熱能脫碳。
機遇與挑戰(zhàn)并存
數(shù)據(jù)顯示，截至2023年12月，中國已投運電力儲能項目累計裝機86.5吉瓦，其中抽水蓄能51.3吉瓦，占比59.4%，新型儲能占比39.9%，熔鹽儲能緊隨其后，占比0.7%，是第三大儲能模式。
根據(jù)規(guī)劃，“十四五”期間，我國要完成2億千瓦存量煤電機組靈活性改造，增加系統(tǒng)調節(jié)能力3000—4000萬千瓦。業(yè)內預計，“十四五”期間，僅火電靈活性改造領域，熔鹽儲能的市場空間就高達千億級。自去年以來，熔鹽儲能賽道持續(xù)升溫。
縱觀產(chǎn)業(yè)發(fā)展，從2013年我國首個熔鹽儲能項目（青海中控德令哈10兆瓦塔式光熱電站）起步，到目前的示范應用，熔鹽儲能規(guī)?；瘧眠€面臨諸多問題。
業(yè)內人士坦言，熔鹽儲能初始投資額高，與抽水蓄能、壓縮空氣儲能初始投資成本相近。此外，熔鹽儲能效率普遍低于60%，相較電化學與機械儲能，轉化效率較低。
據(jù)悉，熔鹽儲能關鍵原材料——太陽鹽（Solar Salt），是硝酸鉀和硝酸鈉以40%和60%的質量比混合而成。我國是硝酸鈉生產(chǎn)大國，但硝酸鉀中的氯化鉀有一大部分從俄羅斯、烏克蘭等國進口。受俄烏關系影響，近兩年熔鹽儲能供應鏈出現(xiàn)一定波動。業(yè)內擔憂，太陽鹽出現(xiàn)諸如電池材料碳酸鋰價格飆升的類似情況。
這給熔鹽儲能產(chǎn)業(yè)敲響警鐘?！耙苊庠牧瞎車H環(huán)境變化影響，導致價格大幅波動，給熔鹽儲能市場帶來成本增加的風險。”北京工業(yè)大學教授張燦燦向《中國能源報》記者表示，熔鹽儲能規(guī)模化發(fā)展要未雨綢繆，相關企業(yè)加快投擴產(chǎn)步伐，保障原材料產(chǎn)品質量和供應穩(wěn)定。
“此外，硝酸鉀、硝酸鈉屬于危險化學品，這給項目審批、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，是一種安全性很高的儲熱方式，不存在燃燒、爆炸風險，市場對其存在一定認識誤區(qū)。
加快建設示范項目
事實上，熔鹽僅是顯熱儲熱技術中的一種。儲熱還有相變儲熱、化學反應儲熱等多種形式。得益于光熱產(chǎn)業(yè)的帶動，近年來，熔鹽儲能脫穎而出，實現(xiàn)較快發(fā)展。
但相比儲電，儲熱并不為人們熟知。“能源的利用形式主要包括電和熱兩種，也隨之產(chǎn)生儲電和儲熱兩種技術?！痹诮鹨砜磥恚瑑﹄娭园l(fā)展很快，是基于它本身是電對電系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)接受度較好，可以通過電網(wǎng)進行傳輸，而儲熱是電對熱，輸送難度高很多，使用半徑有限?；痣姛犭娐?lián)產(chǎn)機組有熱網(wǎng)、電網(wǎng)，可以通過“熱”的形式供給給用戶。而采用“電—熱—電”模式即將電能轉換為熱能再轉化為電能，從熱力學角度來看，轉換效率較低，市場存在一些爭議。
金翼指出，儲熱始終不是一項完全獨立的技術，它需要依附光熱、煤電機組、清潔取暖項目，壓縮空氣儲能也有儲熱技術。因此，儲熱實際裝機規(guī)模很難準確統(tǒng)計，項目的儲熱究竟是儲能，還是屬于光熱或煤電機組的組成板塊，界定尚不清晰。
面對產(chǎn)業(yè)發(fā)展未來。張燦燦坦言，相比抽水蓄能、新型儲能，熔鹽儲能缺乏政策扶持，建議參照執(zhí)行抽水蓄能電站政策機制。此外，熔鹽儲能系統(tǒng)經(jīng)濟性、可靠性，安全性相關標準缺乏，哪些地方可以用，哪些地方禁止用，具體操作細則，亟待建立明確的行業(yè)規(guī)范。“熔鹽儲能物性測試國家標準已完成修訂，今年有望公布實施。”
技術方面，“熔鹽在傳輸過程中向外散熱，當溫度低于熔點時極易凝固，發(fā)生‘凍管’，導致系統(tǒng)失效?！睆垹N燦指出，儲熱技術有待持續(xù)攻關，性能指標還需進一步優(yōu)化，北京工業(yè)大學已成功研發(fā)并應用低熔點熔鹽，熔點降到180攝氏度左右，可以儲存和釋放更多能量。
金建祥建議，加快建設熔鹽儲能應用的示范項目。通過示范項目進一步探索應用場景和商業(yè)模式，為后續(xù)熔鹽儲能在電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的大規(guī)模應用積累經(jīng)驗。在工業(yè)脫碳領域，建議鼓勵熔鹽儲能將低谷電、棄風棄光電轉化成綠色熱能，調整電力系統(tǒng)輸配電政策，免除熔鹽儲能外購電容量費用及輸配電費用；在火（熱）電機組靈活改造、冷熱電聯(lián)供等應用領域，建議通過電力市場、輔助服務等收益方式體現(xiàn)熔鹽儲能的價值。
