長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的新賽道上，多種技術(shù)正在加速競(jìng)逐，誰(shuí)最有可能成為其中的王者？液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能？?jī)?chǔ)能行業(yè)的玩家們通常不會(huì)想到的答案是光熱熔鹽儲(chǔ)能。

【資料圖】

基礎(chǔ)的原理

光熱發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能集熱、傳儲(chǔ)熱、發(fā)電三大模塊，其工作原理是通過(guò)集熱器收集太陽(yáng)輻射，加熱吸熱器中的傳熱工質(zhì)，與熔鹽換熱后加熱水產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽，推動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。其最突出的特點(diǎn)是儲(chǔ)能裝置集成于整個(gè)系統(tǒng)，后端的發(fā)電流程與傳統(tǒng)的火電機(jī)組無(wú)甚差異。

定位的轉(zhuǎn)變

光熱發(fā)電是一項(xiàng)傳統(tǒng)而新興的新能源技術(shù)，早在1984年，美國(guó)就開(kāi)始陸續(xù)建成SEGS槽式光熱系列電站，這些電站于2015年起開(kāi)始陸續(xù)退役，均實(shí)現(xiàn)了30年的壽命周期，驗(yàn)證了技術(shù)的可靠性。

我國(guó)的光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)萌芽于2003年，2003~2015年，我國(guó)開(kāi)始建設(shè)若干個(gè)光熱試驗(yàn)性示范項(xiàng)目，開(kāi)始醞釀第一個(gè)光熱發(fā)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目，社會(huì)資本開(kāi)始布局光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，一批先驅(qū)型光熱發(fā)電企業(yè)開(kāi)始誕生，國(guó)內(nèi)的光熱發(fā)電裝備制造業(yè)獲得了長(zhǎng)足發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈逐步健全壯大趨于完整。

2016年，國(guó)家首批光熱示范項(xiàng)目名單和電價(jià)政策落地，我國(guó)隨之迎來(lái)商業(yè)化示范項(xiàng)目的建設(shè)階段，首批光熱示范項(xiàng)目于2021年底前全容量并網(wǎng)的，上網(wǎng)電價(jià)按每千瓦時(shí)1.15元執(zhí)行，之后并網(wǎng)的示范項(xiàng)目中央財(cái)政不再補(bǔ)貼。到2021年底，我國(guó)共建成投運(yùn)光熱示范電站8個(gè)，總裝機(jī)500MW。

首批示范項(xiàng)目的建設(shè)結(jié)果雖然未盡如人意，但依然證明了該技術(shù)的可靠性和適用性，更重要的是其培育起了國(guó)產(chǎn)化自主化的供應(yīng)鏈，培育起了若干家成熟的系統(tǒng)集成商，當(dāng)前光熱電站的建設(shè)已經(jīng)可以輕松實(shí)現(xiàn)最低90%以上的國(guó)產(chǎn)化率。

但伴隨光伏風(fēng)電成本的快速下滑，從純發(fā)電賣(mài)電的角度，光熱發(fā)電的商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力在持續(xù)減弱，國(guó)家財(cái)政對(duì)新能源發(fā)電的補(bǔ)貼“斷奶”后，光熱發(fā)電靠電價(jià)補(bǔ)貼售電盈利的生存模式顯然難以為繼。

2021年下半年，在國(guó)家推動(dòng)建設(shè)風(fēng)光大基地的大背景下，發(fā)展光熱發(fā)電被再次提上議程，推動(dòng)建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風(fēng)電互補(bǔ)調(diào)節(jié)的風(fēng)光熱綜合可再生能源發(fā)電基地，成為光熱發(fā)電的新定位。在第一、二批以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地建設(shè)項(xiàng)目清單中，國(guó)家能源局已明確約150萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目。

2023年4月，國(guó)家能源局發(fā)布《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》，肯定了光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的重要意義，規(guī)劃力爭(zhēng)“十四五“期間，全國(guó)光熱發(fā)電每年新增開(kāi)工規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)千瓦左右。這一政策發(fā)布的基礎(chǔ)是，政府層面認(rèn)為光熱發(fā)電具備在部分區(qū)域作為調(diào)峰和基礎(chǔ)性電源的潛力，是新能源安全可靠替代傳統(tǒng)能源的有效手段。

光熱發(fā)電從純發(fā)電電源到調(diào)節(jié)性電源定位的轉(zhuǎn)變，帶來(lái)了新時(shí)代下光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展史上一次重大的新機(jī)遇，這也是其作為一種長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的核心價(jià)值體現(xiàn)！

多場(chǎng)景應(yīng)用

光熱發(fā)電自帶的熔鹽儲(chǔ)能具有大容量、長(zhǎng)時(shí)間、低成本、安全、環(huán)保的顯著優(yōu)勢(shì)，特別是在更為可貴的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方面，光熱電站的綜合儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)更加突出。

在發(fā)電側(cè)，光熱發(fā)電發(fā)儲(chǔ)一體具備同步電源和儲(chǔ)能的雙重特性，根據(jù)我國(guó)2018年投產(chǎn)的三座光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的驗(yàn)收結(jié)果，光熱電站調(diào)峰深度最大可達(dá)80%，且升降負(fù)荷速率可達(dá)每分鐘3%~6%的額定功率，熱啟動(dòng)時(shí)間約25分鐘、冷啟動(dòng)時(shí)間1小時(shí)左右，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于傳統(tǒng)煤電機(jī)組。

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)在開(kāi)發(fā)的配套光熱熔鹽系統(tǒng)的風(fēng)光大基地項(xiàng)目，其普遍配置的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)都在8-16小時(shí)之間，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的電化學(xué)儲(chǔ)能方式，展現(xiàn)了其長(zhǎng)時(shí)大規(guī)模儲(chǔ)能的優(yōu)良特性。

熔鹽儲(chǔ)能的使用壽命可達(dá)30年，運(yùn)行穩(wěn)定性好、無(wú)爆炸、火災(zāi)等危險(xiǎn)，具備安全友好等特性。據(jù)測(cè)算，為光伏配置20%熔鹽儲(chǔ)能服務(wù)可以有效解決光伏棄光問(wèn)題，同時(shí)在相同的儲(chǔ)能調(diào)峰補(bǔ)貼下，光伏+光熱儲(chǔ)能調(diào)峰電站的綜合上網(wǎng)電價(jià)要低于傳統(tǒng)的光伏+鋰電池儲(chǔ)能。

另外，基于熔鹽儲(chǔ)能的優(yōu)良特性，其在工業(yè)蒸汽、火電靈活性改造、高溫余熱回收等領(lǐng)域的市場(chǎng)應(yīng)用亦在持續(xù)增長(zhǎng)。去年10月份，浙江省最大的用戶側(cè)熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目，也是國(guó)內(nèi)在建的最大規(guī)模熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目——紹興綠電熔鹽儲(chǔ)能示范項(xiàng)目在紹興柯橋區(qū)天實(shí)低碳產(chǎn)業(yè)園正式產(chǎn)汽。去年12月15日，江蘇國(guó)信靖江電廠熔鹽儲(chǔ)能調(diào)峰供熱項(xiàng)目正式投運(yùn)，這是全國(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。

更多的熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目正在路上，除了光熱熔鹽儲(chǔ)能電站之外，目前總計(jì)有近20個(gè)熔鹽儲(chǔ)能的非光熱發(fā)電相關(guān)項(xiàng)目在開(kāi)發(fā)中。項(xiàng)目數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)證明了熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)可行性。

成本的競(jìng)爭(zhēng)

在電源側(cè)，新能源配儲(chǔ)的核心關(guān)切點(diǎn)就在于成本，以釩電池例，其發(fā)展數(shù)年至今仍未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的主要障礙就是成本，而多種新型儲(chǔ)能技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)亦在于成本。

對(duì)于光熱熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)而言，其發(fā)儲(chǔ)為一體的技術(shù)特點(diǎn)使得在考量其儲(chǔ)能成本之時(shí)與其他儲(chǔ)能技術(shù)有顯著不同。在此前以發(fā)電售電為商業(yè)模式的定位上，光熱發(fā)電的高電價(jià)成本使其無(wú)法與光伏風(fēng)電競(jìng)爭(zhēng)而落敗，而在新的以調(diào)節(jié)電源的定位上，光熱發(fā)電的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)象轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)其他儲(chǔ)能技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。

同時(shí)，這種競(jìng)爭(zhēng)不僅僅體現(xiàn)在度電存儲(chǔ)成本層面，更體現(xiàn)在儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力的綜合性能表現(xiàn)上。從技術(shù)特性來(lái)看，光熱熔鹽儲(chǔ)能的調(diào)節(jié)能力是極具競(jìng)爭(zhēng)力的，從成本上來(lái)看，光熱熔鹽儲(chǔ)能的成本隨著其定位的變化也在變化，其與釩電池等其他主流長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的成本競(jìng)爭(zhēng)剛剛開(kāi)始。一個(gè)風(fēng)光大基地項(xiàng)目在選配長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)，是選擇釩電池還是光熱熔鹽儲(chǔ)能還是其他？還有待更精細(xì)可靠的數(shù)據(jù)論證。

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