全國首個熔鹽儲能科技示范工程項目正式開工 熔鹽行業(yè)未來發(fā)展研究分析

• 黃文玉 2024年2月6日 來源：互聯(lián)網(wǎng) 國資委 1439 95
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熔鹽，熔鹽是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下為固體但由于溫度升高而進入液相的鹽。即使在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下通常也是液體的鹽通常稱為室溫離子液體，盡管從技術(shù)上講熔融鹽是一類離子液體。

日前，全國首個熔鹽儲熱替代電化學(xué)儲能科技示范工程項目在國家能源集團安徽公司宿州電廠正式開工。據(jù)了解，該項目也是目前世界最大煤電機組耦合熔鹽儲熱項目，項目采用高低溫雙罐熔鹽儲能系統(tǒng)，利用燃煤機組抽汽加熱熔鹽技術(shù)，以滿足熱電聯(lián)產(chǎn)機組熱電解耦及深度調(diào)峰運行靈活性要求。

經(jīng)測算，該項目可使宿州電廠2臺35萬千瓦供熱機組頂尖峰達(dá)到最高發(fā)電額定負(fù)荷，滿足220噸/小時供汽量運行4小時和36噸/小時最大供熱量連續(xù)供熱9小時要求，在連續(xù)保障工業(yè)供汽的同時，可增加深調(diào)能力至30%額定負(fù)荷以下，帶供熱條件下的發(fā)電機組最高負(fù)荷也可由80%提升到100%額定負(fù)荷，將全面提升供熱機組尖峰發(fā)電能力。通過技術(shù)應(yīng)用，該項目每年可減少約6萬噸標(biāo)煤使用量，降低碳排量約8.5萬噸。

熔鹽，熔鹽是在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下為固體但由于溫度升高而進入液相的鹽。即使在標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下通常也是液體的鹽通常稱為室溫離子液體，盡管從技術(shù)上講熔融鹽是一類離子液體。常見的例如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。

熔鹽行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析

從產(chǎn)業(yè)鏈來看，熔鹽的主要成分為硝酸鈉、硝酸鉀鹽，是較為常見的化學(xué)材料，目前國內(nèi)熔鹽供應(yīng)和化鹽服務(wù)較為成熟。同時，熔鹽儲熱系統(tǒng)中還需配備熔鹽泵、熔鹽罐、蒸汽發(fā)生器、保溫材料、玻璃等關(guān)鍵設(shè)備，以防止熔鹽凍堵，因此一次性投資規(guī)模較大。經(jīng)過光熱發(fā)電配儲市場培育，熔鹽儲熱產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為成熟。若市場需求進一步擴大，產(chǎn)業(yè)鏈投資成本有望下降。

熔鹽是金屬陽離子和非金屬陰離子所組成的熔融體。能構(gòu)成熔鹽的陽離子有80余種，陰離子有30余種，組合成的熔鹽可達(dá)2400余種。由于金屬陽離子可有幾種不同的價態(tài)，陰離子還可組成不同的絡(luò)合陰離子，實際上熔鹽的數(shù)目將超過2400種。熔鹽儲能作為高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術(shù)形式，正在逐步被電力系統(tǒng)中“源、網(wǎng)、荷、儲”各環(huán)節(jié)所采納應(yīng)用，熔鹽行業(yè)的市場規(guī)模不斷提高。

市場發(fā)展方面，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年新增光熱裝機容量較小，整體累計裝機容量與2020年相同，累計裝機容量為538MW。據(jù)CSPPLAZA(光熱發(fā)電網(wǎng))相關(guān)資訊，自2022年開始，光熱發(fā)電行業(yè)招投標(biāo)加速。從供暖市場應(yīng)用來看，熔鹽儲能在電力供給盈余或電力需求低谷時主動將電力以熱能的形式儲藏起來，在電網(wǎng)需要時再將熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而實現(xiàn)削峰填谷、系統(tǒng)調(diào)頻的作用，為電力供給提供彈性。就市場前景而言，據(jù)住建部數(shù)據(jù)，2017-2021年中國集中供熱市場不斷增長，2021年集中供熱面積達(dá)到106.03億平方米，集中管道長度增長至46.15萬公里。

從全球儲能行業(yè)裝機情況來看，根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截至2021年底全球已投運儲能項目的累計裝機量達(dá)203.5GW，同比增長6.5%，2021年全球儲能裝機增速加快。國內(nèi)市場方面，據(jù)統(tǒng)計，2021年中國儲能裝機容量達(dá)到43.4GW，同比增長21.9%，占全球累計裝機容量的21.3%。

我國熔鹽行業(yè)在單鹽方面質(zhì)量指標(biāo)達(dá)標(biāo)，且生產(chǎn)能力強，但行業(yè)普遍對二元鹽工藝、指標(biāo)認(rèn)識不足，對開發(fā)多元鹽的熱情不足。同時，受制于企業(yè)技術(shù)和配套等問題，目前為瓶頸期或陣痛期，壓力很大。而在近年來的儲能應(yīng)用方面，熔鹽儲熱系統(tǒng)存在的最大問題和技術(shù)難點就是熔鹽的凝固點較高，致使電站在運行過程中很容易出現(xiàn)“凍管”現(xiàn)象。同時，行業(yè)對熔鹽雜質(zhì)含量的合理控制及對性能的影響機制還有所欠缺。由于硝酸鈉、硝酸鉀的純度對熔鹽儲熱材料的使用性能至關(guān)重要，雜質(zhì)存在將降低材料的使用壽命，可能會出現(xiàn)結(jié)垢以及對設(shè)備的腐蝕。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2024-2029年中國熔鹽行業(yè)深度調(diào)研及發(fā)展研究報告》顯示：

熔鹽不像水溶液那樣需要支持電解質(zhì)，具有離子熔體、廣泛的使用溫度范圍、低的蒸汽壓、體積熱容量、相變潛熱大、較高的溶解能力、較低的粘度、穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)、大分解電壓等特性。熔鹽憑借不可比擬的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于材料制備、能源、生物工程等領(lǐng)域。

熔鹽儲能裝機容量方面，全球及中國熔鹽儲能累計裝機容量處于上升態(tài)勢，但是新增裝機容量小于電化學(xué)儲能及抽水蓄能，因此整體占比呈現(xiàn)下降態(tài)勢。據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，2021年全球熔鹽儲能累計裝機容量占比下降至1.60%，國內(nèi)累計裝機容量下降至1.20%，國內(nèi)市場占比降幅大于全球。

從熔鹽儲能產(chǎn)業(yè)鏈競爭情況來看，整體市場參與企業(yè)眾多。產(chǎn)業(yè)鏈上游方面，目前國內(nèi)熔鹽供應(yīng)和化鹽服務(wù)較為成熟，代表企業(yè)包括鹽湖股份、河北礦井新能源、新疆硝石鉀肥有限公司，玻璃相關(guān)代表企業(yè)主要有金晶科技、洛陽玻璃;產(chǎn)業(yè)鏈中游關(guān)鍵設(shè)備代表企業(yè)：1)熔鹽罐，藍(lán)科高新、藍(lán)星化工等，2)熔鹽泵，蘭州蘭泵、濟南華威等，3)蒸汽發(fā)生器，西子潔能、上海電氣、金通靈等;產(chǎn)業(yè)鏈下游儲能EPC行業(yè)包括特變電工、華西能源、中國電建、中國能建等。

熔鹽產(chǎn)品目前組成成分主要為硝酸鈉和硝酸鉀，對于已具備生產(chǎn)能力的硝酸鹽供應(yīng)商而言，行業(yè)進入壁壘比較低。根據(jù)國際光熱熔鹽供應(yīng)經(jīng)驗，成熟的光熱熔鹽絕不等同于傳統(tǒng)硝酸鹽供給，光熱企業(yè)投資方將更看重供應(yīng)商熔鹽商業(yè)運行經(jīng)驗，能夠提供低成本、高性能、優(yōu)質(zhì)服務(wù)的熔鹽企業(yè)將引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展，將在行業(yè)飛速發(fā)展帶來的受益。

熔鹽行業(yè)未來發(fā)展研究分析

國內(nèi)熔鹽廠商基本都從傳統(tǒng)化工廠商脫胎而來，當(dāng)前中國的光熱發(fā)電市場尚不足以吸引國內(nèi)眾多的化工廠商向光熱熔鹽產(chǎn)品領(lǐng)域邁進，未來光熱發(fā)電的大市場啟動后，在較短一段時間內(nèi)，就將涌現(xiàn)一定數(shù)量的熔鹽產(chǎn)品供應(yīng)商。

熔鹽是一種低成本、長壽命、傳熱儲熱性能好的高溫、高熱通量和低運行壓力的傳熱儲熱介質(zhì)。采用熔鹽作為光熱發(fā)電的傳熱和儲熱工質(zhì)，可顯著提高光熱發(fā)電系統(tǒng)的熱效率、系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟性，幫助光熱發(fā)電站實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定運行。儲熱作為光熱發(fā)電技術(shù)的核心競爭力，在全球范圍內(nèi)，當(dāng)前在建的和計劃開發(fā)的光熱電站正越來越多地采用熔鹽傳熱儲熱技術(shù)，未來的熔鹽用量將進一步增加。

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