2023年熔盐储能专题报告 熔盐储能深度调峰，灵活应用于火电机组改造

1、新型储能蓬勃发展，熔盐储能开启长时储能篇章

1.1、储能介绍

储能的形式主要包括物理储能和化学储能。根据DOE数据显示，三大主流的储能形式为抽水储能、电化 学储能、热能储能；而目前最为热门的三大新型储能方式，电化学储能、氢能储能、熔盐储能。

1.2、储能行业概况

根据中关村储能产业技术联盟发布《储能产业研究白皮书2023》显示，截至2022年底，中国已投运电力储能项目累计 装机规模59.8GW，占全球市场总规模的25%，年增长率38%。抽水蓄能累计装机占比首次低于80%，与2021年同期 相比下降8.3%；新型储能继续高速发展，累计装机规模首次突破10GW，达到13.1GW/27.1GWh，功率规模年增长率 达128%，能量规模年增长率达141%。

1.3、熔盐储能介绍

熔盐具有工作温度高、 使用温度范围广、传热能力强、系统压 力小、经济性较好等一系列的优点， 目前已成为光热电站传热 和储热介质的首选。然而，熔盐储能技术并非只能搭配光热使 用，基于其本身的优良特性，熔盐储能可以适用于多种场景。 如火电厂储能改造、工业余热储能、谷电工业制热、光伏弃电 储能、风力弃电储能、交通运输储能等等多种领域。 熔盐储能是一种可以传递能量、长时间（6-8h）、大容量储能 的技术路径，作为传热介质可以实现太阳能到热能的转换，作 为储能介质可以实现将热能和电能的双向转换，可以很好的适 应和解决以上两大矛盾。因此，熔盐储能在长时储能领域得到 充分发挥和应用，目前主要应用在光热发电和火电机组灵活改 造领域。

2、光热发电充分利用熔盐储热，塔式和槽式技术成熟

2.1、光热发电介绍

光热发电需通过“光能－热能－机械能－电能”的转化过程。光热发电的原理是：通过反射镜、聚光镜等聚热器将采集的太阳辐射 热能汇聚到集热装置，用来加热集热装置内导热油或熔盐等传热介质，传热介质经过换热装置将水加热到高温高压蒸汽，蒸汽驱动 汽轮机带动发电机发电。 从光热发电市场应用来看，光热电站一般采用热盐罐与冷盐罐双罐系统存放熔盐。冷熔盐贮罐内的熔盐经熔盐泵输送到太阳能集热 器内，吸收热能升温后进入热熔盐储罐中，随后高温熔融盐流进熔盐蒸汽发生器，产生过热蒸汽驱动蒸汽涡轮机运行发电，而熔盐 温度降低后流回冷熔盐储罐。

按照聚能方式及其结构进行分类，光热发电可分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四类技术。其中主流的是塔式和槽式两种技术。 1）塔式发电：塔式发电利用大规模自动跟踪太阳的定日镜场阵列，将太阳热辐射能精准反射到置于高塔顶部的集热器，投射到集 热器的阳光被吸收转变成热能并加热中间介 质。在各种形式的光热发电技术中，塔式熔盐储能光热发电因其较高的系统效率，成为 目前我国最主流的光热发电技术路线，其缺点主要是造价昂贵，随着未来的技术发展有较大的下降空间。

2）槽式发电：槽式发电利用大面积槽式抛面镜反射太阳热辐射能，连续加热位于焦线位置集热器内介质，将热能转化为电能。全 球首座槽式太阳能热发电商业电站 SEGSI 于 1984 年投运，于 2015 年底正式退役，作为全球光热电站的首次尝试，虽然当时的技 术并不成熟，但仍然平稳运行 30 年，这也从侧面印证了光热电站具有较长的生命周期，意味着光热电站带来的全寿命周期售电收 益有更大的想象空间。

3）碟式发电（又称盘式电站）：由许多抛物面反射镜组构成集热系统，接收器位于抛物面焦点上，收集太阳辐射能量，将接收器 内的传热介质加热到 750℃左右，驱动斯特林发动机进行发电。蝶式光热电站单个规模较小，通常用于空间太阳能电站。 4）菲涅尔发电：采用多个平面或微弯曲的光学镜组成的菲涅尔结构聚光镜来替代抛面镜， 众多平放的单轴转动的反射镜组成的矩 形镜场自动跟踪太阳，将太阳光反射聚集到具 有二次曲面的二级反射镜和线性集热器上，集热器将太阳能转化为热能，进而转化为 电能。成本相对来说低廉，但效率也相应降低。由于聚光倍数只有数十倍，因此加热的水蒸气质量不高，使整个系统的年发电效率 仅能达到 10%左右。

2.2、塔式光热项目简图

塔式太阳能光热发电： 是利用众多的定日镜，将太阳 辐射光反射并积聚到吸热塔顶 部的吸热器中，加热熔盐，达 到聚光和转换成热能进而发电 的一种聚光太阳能发电技术。

2.3、槽式光热项目简图

槽式系统采用线聚焦方式，利用槽型抛物面 聚光镜将太阳光聚集反射到管状集热管上， 加热带有真空玻璃罩的管内传热工质，传热 工质可以是水、导热油或者熔融盐等，通过 管内热载体将水加热成蒸汽，推动汽轮机发 电。

3、熔盐储能深度调峰，灵活应用于火电机组改造

3.1、现存火电机组装机容量

近年来我国累计火电机组装机容量增长缓慢，在全国累计发电装机容量中占比逐年下降。根据国家能源局发布的数据，截止2023 年2月底，我国累计火电装机容量133786万千瓦，同比增长3%，在全国发电装机容量中占比51%。 2023年1-2月份，我国主要发电企业完成火电投资65亿元，同比下降7.6%。 2022年，我国新增火电装机容量4471万千瓦，同比下降9.5%。2023年1-2月，我国新增火电装机容量570万千瓦，同比增长97万 千瓦。

3.2、我国火电机组改造相关政策

为了适应国家“双碳”目标提出后电力行业长远发展需要，未来火电行业所处企业将积极融入和服务新型电力市场建设，加快推进火力发电机组的 改造进程。在推进煤电机组改造升级过程中，统筹考虑煤电节能改造、供热改造及灵活性改造，更多地承担系统调峰、调频、调压和备用功能，发 挥“托底保供”的作用。随着“碳达峰、碳中和”战略的进一步推行，清洁高效的火力发电将是我国双碳目标实现的重要抓手。面对如今日益严格 的绿色发展要求，火力发电行业将加大科技创新力度，提升绿色管理水平，增强行业绿色竞争力。

3.3、常规火电机组灵活性改造方案及问题

火电灵活性指的是运行灵活性，主要包括深度调峰、快速启停、爬坡能力，对于火电机组改造的重点是提高机组的深度调 峰能力。 目前存在锅炉系统改造方案和“热电解耦”改造方案，火电机组调峰能力大幅提升，但也存在不少问题。

3.4、利用高温熔盐储热技术的新型改造方案

目前存在的新型灵活性改造方案是将光热电站 中的大容量高温熔盐储热系统，嵌入传统的 “锅炉-汽机”热力系统中，削弱原本刚性联 系的“炉机耦合”。 这一方案大幅度增加火电机组的调峰能力，并 能解决传统灵活性改造方案存在的问题。 高温熔盐储热技术的改造下，火电机组可以更 好的适应电力市场的改革，实现大容量高参数 供热和延寿改造。

编辑：999感冒灵