背景簡述

在“雙碳”目標的背景下，儲能行業迎來了更廣闊的發展空間。抽水蓄能、電化學儲能、熔鹽儲能等技術可以幫助解決傳統工業能源利用效率低和太陽能、風能不穩定等問題。這些技術可以更好地滿足能源供給與需求在時間、空間和強度上的不匹配問題。

2022年3月，國家發改委、國家能源局印發了《“十四五”新型儲能發展實施方案》，方案提出到2025年新型儲能由商業化初期步入規模化發展階段，具備大規模商業化應用條件。

截至2022年底，已有23省明確儲能配置比例，“新能源+儲能”開發建設模式初顯成效，其中熔鹽儲能技術未來將是火電調峰主要技術路線之一。本文將從熔鹽儲能技術的概念、價值、應用場景等方面介紹其發展現狀與趨勢，從而為產業鏈相關企業提供決策參考。

01.熔鹽儲能技術概念與特點

熔鹽是指熔融態下的液體鹽，工程中使用的通常是二元硝酸鹽、氯化物鹽等無機鹽熔融體。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。熔鹽儲能是一種利用熔鹽的儲熱能力，將太陽能光熱、地熱、工業余熱、低品位廢熱、谷電等以熱能的形式儲藏起來，在需要時再將熱能轉化為電能或供熱、供蒸汽等用途的技術。

熔鹽儲能的價值主要體現在三個方面：提高可再生能源的利用率和穩定性，解決風光火等多種能源之間的協調問題；實現電網削峰填谷、系統調頻、負荷平滑等功能，提高電網安全性和經濟性；為工業、農業、建筑等領域提供清潔、高效、靈活的供熱、供蒸汽解決方案，降低碳排放和成本。

熔鹽儲能作為長時儲能方式，具備以下特點：儲能規模較大，熔鹽儲能的規模通常在幾十兆瓦到幾百兆瓦之間，屬于大容量存儲。儲能時間長，熔鹽儲能的存儲時間可達到10小時以上。初始投資成本較高，熔鹽儲能的投資成本約500萬/MWh，與抽水蓄能、壓縮空氣儲能的初始投資成本相近，相比電化學儲能，初始投資成本較高。能量轉換效率較低，熔鹽儲能的效率普遍低于60%，相較電化學與機械儲能方式，轉化效率比較低。

與目前主流的鋰電儲能技術相比，熔鹽儲能具有壽命高、規模化成本低、安全性高等優勢，在未來多種儲能并存的情境下，熔鹽儲能或將占據重要位置。

02.熔鹽儲能市場及重點應用

熔鹽儲能是全球第三大儲能模式，目前市場處于上升趨勢。截至2022年底，全球累計裝機容量為6.1GW，約占儲能裝機總容量的1.6%。西班牙、美國和中國是熔鹽儲能市場的三大主要國家。西班牙和美國已經達到了一定的市場規模，中國市場也已出現明顯的增長勢頭。2022年中國熔鹽儲能裝機容量為0.52GW，遠期預計到2030年，國內熔鹽儲能裝機容量將超過16GW，總投資超過2000億元。

熔鹽儲能的應用場景包括光熱發電、火電靈活性改造、電網削峰填谷、谷電制熱、余熱回收、棄電儲能等。其中光熱發電和火電機組靈活性改造是需要重點關注的應用領域。

光熱發電應用

光熱發電是將太陽能轉化為熱能，通過熱功轉換過程發電的系統。熔鹽塔式光熱發電系統可分為聚光、吸熱、儲換熱和發電四大系統，其運行原理基本是借助定日鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，然后利用太陽能循環加熱儲能介質，并依靠儲能介質的顯熱與水進行熱交換產生蒸汽，從而驅動汽輪機發電。主要設備部件包括定日鏡、吸熱塔、吸熱器、熔鹽儲罐、蒸汽發生器和汽輪發電機組。

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。

由于綜合成本較高，光熱發電在我國整體還處于發展初期。截至2022年底，我國并網發電太陽能熱發電示范項目共9個，累計裝機容量588MW，在全球光熱發電累計裝機容量中占比8.3%。自2023年開始，隨著技術逐步成熟及扶持政策加持，光熱發電行業招投標加速，整個市場將步入千億級規模階段。預計2024年底前投產的光熱發電項目29個，總裝機容量約3300MW,主要集中在新疆、青海、甘肅、吉林等光能資源富裕地區。

從技術趨勢看，儲熱是太陽能熱發電連續性的一個重要因素，儲熱問題涉及材料和熱學的耦合，其中800℃以上固體儲熱和熔融鹽儲熱是今后應對混合型電站較有前景的儲熱材料，因此需要對高可靠性儲熱材料和系統以及具有固有安全性的熔融鹽吸熱儲熱系統設計方法等進行研究。

火電機組靈活性改造

火電機組靈活性改造的目標是增加調峰深度、實現快速啟停、加快爬坡能力，其中重點是提高機組的深度調峰能力，從而實現節能降碳。受限于鍋爐調峰深度有限、機組經濟性和安全性不足的問題，頻繁、大幅度地調節會降低火電機組使用壽命，并導致收益較低。熔鹽儲能可利用機組鍋爐蒸汽，增強火電深度調峰能力。同時，儲熱技術可使火電機組直接參與供熱，增加火電利用效率。

火電靈活改造配置熔鹽儲熱系統優勢體現在綜合效率高，大幅增加火電廠深度調峰能力，儲熱時間長，儲熱參數高，使用壽命長等方面。同時改造后的火電機組可以更好的適應電力市場改革，獲取更多輔助服務收益。電力現貨市場交易進程加快后，帶有熔鹽儲能的火電機組可以大規模儲熱，存儲谷電，在電價高的時候釋放熱量獲取高收益。同時大容量熔鹽儲能可以拓展火電靈活機組的供熱場景，創造額外供熱、供蒸汽收益。

熔鹽儲能應用于火電改造目前仍處于早期示范階段。2022年12月15日，江蘇國信靖江電廠熔鹽儲能調峰供熱項目正式投運，是中國首個真正意義上采用熔鹽儲熱技術的大規模火電調峰/調頻/供熱項目。該項目具有完全自主知識產權，核心設備全部國產化，是目前全球首個實現煤電耦合熔鹽儲熱的成功范例。

該項目包括2×660MW機組熔鹽儲能調峰供熱項目，設計配套儲熱量75MWh，采購用于儲熱的無機鹽1260噸，EPC總承包價格約4188萬元，其中無機鹽604萬元，儲罐設備186萬元，分別占比14%和4%。經測算，該工程投運后每年可增加新能源消納電量3億千瓦時，保障近2萬戶居民和企業使用可再生的綠色電力，每年減少10萬噸燃煤和24萬噸二氧化碳排放，實現經濟、社會和生態效益多贏。

在政策驅動下，煤電機組靈活性改造進程將顯著加快，而熔鹽儲能作為火電靈活性改造的配套方案，有望迎來發展機遇期。國家發改委、國家能源局于2021年11月發布的《全國煤電機組改造升級實施方案》提出，存量煤電機組靈活性改造應改盡改。“十四五”期間完成2億千瓦，增加系統調節能力3000萬-4000萬千瓦，實現煤電機組靈活制造規模1.5億千瓦。預計十四五期間該領域熔鹽儲能項目市場空間將達到千億級。

技術趨勢方面，控制熔鹽的原材料成本將是主要方向。以“多低”特點抑制熔鹽儲能成本上漲，“低熔點、低成本、更低氯離子”是下一代熔鹽儲能新材料的核心特點。

化信觀點

熔鹽儲能產業鏈包括上游的資源及原材料，中游的設備與系統集成，下游的系統安裝與使用。熔鹽的主要成分為硝酸鈉、硝酸鉀鹽，是較為常見的化學材料，目前國內熔鹽供應和化鹽服務較為成熟。同時，熔鹽儲能系統中還需配備熔鹽泵、熔鹽罐、蒸汽發生器、保溫材料、玻璃等關鍵設備，以防止熔鹽凍堵，因此一次性投資規模較大。經過光熱發電配儲市場培育，熔鹽儲熱產業鏈發展較為成熟。若市場需求進一步擴大，產業鏈投資成本有望下降。

從競爭情況來看，整體市場參與企業眾多，各個環節競爭格局尚不明朗，新進入機會仍然較高。產業鏈上游方面，目前國內熔鹽供應和化鹽服務較為成熟，代表企業包括鹽湖股份、河北礦井新能源、新疆硝石鉀肥有限公司，金晶科技等。產業鏈中游關鍵設備的企業主要有：熔鹽罐方面的藍星北化機、西子潔能、藍科高新等；熔鹽泵方面的蘭州蘭泵、濟南華威等；蒸汽發生器方面的西子潔能、上海電氣、金通靈等。產業鏈下游儲能EPC行業的企業主要有包括特變電工、華西能源、中國電建、中國能建等。

總體來說，在能源轉型與綠色低碳的大背景下，熔鹽儲能技術處于市場需求爆發的初期，未來在光熱發電、火電改造、園區儲能供熱等場景中具有較大的應用潛力。短期內產業鏈企業仍需聚焦原研技術投入，進一步增加品牌知名度，加強與政府、潛在用戶的溝通與合作。作為潛在用戶企業、大型化工企業可以考慮在自備電廠改造中引入熔鹽儲能系統，但需要謹慎做好綜合成本核算，充分結合可再生能源消納、發電效率提升、供熱供電耦合的需求，在提升能源使用效率同時，做到投資回報比最優。