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

經(jīng)測(cè)算，該項(xiàng)目可使宿州電廠2臺(tái)35萬(wàn)千瓦供熱機(jī)組頂尖峰達(dá)到最高發(fā)電額定負(fù)荷，滿足220噸/小時(shí)供汽量運(yùn)行4小時(shí)和36噸/小時(shí)最大供熱量連續(xù)供熱9小時(shí)要求，在連續(xù)保障工業(yè)供汽的同時(shí)，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(jī)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(jī)組尖峰發(fā)電能力。通過技術(shù)應(yīng)用，該項(xiàng)目每年可減少約6萬(wàn)噸標(biāo)煤使用量，降低碳排量約8.5萬(wàn)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(jìn)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(guó)內(nèi)熔鹽供應(yīng)和化鹽服務(wù)較為成熟。同時(shí)，熔鹽儲(chǔ)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(chǔ)市場(chǎng)培育，熔鹽儲(chǔ)熱產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為成熟。若市場(chǎng)需求進(jìn)一步擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)鏈投資成本有望下降。

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

市場(chǎng)發(fā)展方面，相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2021年新增光熱裝機(jī)容量較小，整體累計(jì)裝機(jī)容量與2020年相同，累計(jì)裝機(jī)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(chǎng)應(yīng)用來看，熔鹽儲(chǔ)能在電力供給盈余或電力需求低谷時(shí)主動(dòng)將電力以熱能的形式儲(chǔ)藏起來，在電網(wǎng)需要時(shí)再將熱能轉(zhuǎn)化為電能，從而實(shí)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(chǎng)前景而言，據(jù)住建部數(shù)據(jù)，2017-2021年中國(guó)集中供熱市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)，2021年集中供熱面積達(dá)到106.03億平方米，集中管道長(zhǎng)度增長(zhǎng)至46.15萬(wàn)公里。

從全球儲(chǔ)能行業(yè)裝機(jī)情況來看，根據(jù)CNESA數(shù)據(jù)，截至2021年底全球已投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目的累計(jì)裝機(jī)量達(dá)203.5GW，同比增長(zhǎng)6.5%，2021年全球儲(chǔ)能裝機(jī)增速加快。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)方面，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年中國(guó)儲(chǔ)能裝機(jī)容量達(dá)到43.4GW，同比增長(zhǎng)21.9%，占全球累計(jì)裝機(jī)容量的21.3%。

我國(guó)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(qiáng)，但行業(yè)普遍對(duì)二元鹽工藝、指標(biāo)認(rèn)識(shí)不足，對(duì)開發(fā)多元鹽的熱情不足。同時(shí)，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(chǔ)能應(yīng)用方面，熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)存在的最大問題和技術(shù)難點(diǎn)就是熔鹽的凝固點(diǎn)較高，致使電站在運(yùn)行過程中很容易出現(xiàn)“凍管”現(xiàn)象。同時(shí)，行業(yè)對(duì)熔鹽雜質(zhì)含量的合理控制及對(duì)性能的影響機(jī)制還有所欠缺。由于硝酸鈉、硝酸鉀的純度對(duì)熔鹽儲(chǔ)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(huì)出現(xiàn)結(jié)垢以及對(duì)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(guó)熔鹽行業(yè)深度調(diào)研及發(fā)展研究報(bào)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(shì)，被廣泛應(yīng)用于材料制備、能源、生物工程等領(lǐng)域。

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

從熔鹽儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)情況來看，整體市場(chǎng)參與企業(yè)眾多。產(chǎn)業(yè)鏈上游方面，目前國(guó)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(yáng)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(jì)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(chǔ)能EPC行業(yè)包括特變電工、華西能源、中國(guó)電建、中國(guó)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(duì)于已具備生產(chǎn)能力的硝酸鹽供應(yīng)商而言，行業(yè)進(jìn)入壁壘比較低。根據(jù)國(guó)際光熱熔鹽供應(yīng)經(jīng)驗(yàn)，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(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，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(guó)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(guó)的光熱發(fā)電市場(chǎng)尚不足以吸引國(guó)內(nèi)眾多的化工廠商向光熱熔鹽產(chǎn)品領(lǐng)域邁進(jìn)，未來光熱發(fā)電的大市場(chǎng)啟動(dòng)后，在較短一段時(shí)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(zhǎng)壽命、傳熱儲(chǔ)熱性能好的高溫、高熱通量和低運(yùn)行壓力的傳熱儲(chǔ)熱介質(zhì)。采用熔鹽作為光熱發(fā)電的傳熱和儲(chǔ)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(jì)性，幫助光熱發(fā)電站實(shí)現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。儲(chǔ)熱作為光熱發(fā)電技術(shù)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，在全球范圍內(nèi)，當(dāng)前在建的和計(jì)劃開發(fā)的光熱電站正越來越多地采用熔鹽傳熱儲(chǔ)熱技術(shù)，未來的熔鹽用量將進(jìn)一步增加。

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