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近日，第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州盛大召開，中國聯合工程有限公司孫武星出席會議并作主題演講《熔鹽儲能技術在多行業多場景下的投資邏輯和經濟模型分析》，全面(mian)介(jie)紹了熔鹽儲(chu)能技(ji)術在(zai)光熱發電、火電靈活性改造(zao)、園區供熱、余(yu)熱利用等多場景的運營邏輯(ji)、造(zao)價、經濟(ji)模(mo)型并對未來發展趨勢進行了分析預測(ce)。

圖：孫武星

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背景(jing)和概述(shu)

在“雙碳(tan)”背景下(xia)，我國的儲(chu)能(neng)/儲(chu)熱需(xu)求日益增長。

孫武星指出(chu)，熔鹽儲(chu)(chu)(chu)熱(re)作(zuo)為顯熱(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)，其核心優勢在于(yu)與蒸汽(qi)參(can)數匹配度高(gao)。因為它處(chu)于(yu)二元鹽（290-600攝氏(shi)度）和三元鹽（150-450攝氏(shi)度）的(de)溫度范圍，恰好適配超(chao)高(gao)溫、高(gao)溫蒸汽(qi)參(can)數。他表示，蒸汽(qi)無法直接存儲(chu)(chu)(chu)，而熔鹽則是理想(xiang)媒(mei)介，且可通過擴大(da)(da)熔鹽罐規(gui)模提升(sheng)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)規(gui)模（規(gui)模越大(da)(da)單位(wei)成本(ben)越低），儲(chu)(chu)(chu)熱(re)時(shi)間由熔鹽罐大(da)(da)小及儲(chu)(chu)(chu)量決定（儲(chu)(chu)(chu)量越大(da)(da)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)越長）。

此外，孫武星還(huan)說明了二元鹽(yan)與(yu)三(san)元鹽(yan)的(de)區(qu)別：二元鹽(yan)溫度更高(gao)，主(zhu)要用(yong)(yong)于(yu)發(fa)電(dian)(dian)（如光熱發(fa)電(dian)(dian)、煤氣調峰發(fa)電(dian)(dian)等）；三(san)元鹽(yan)多用(yong)(yong)于(yu)供熱、工業(ye)蒸(zheng)汽供應。不過具(ju)體場景需具(ju)體分(fen)析，部(bu)分(fen)工業(ye)蒸(zheng)汽場景也可能更適合用(yong)(yong)二元鹽(yan)。

二元、三元熔鹽特性參數

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應用場景

據孫武星介紹，常規熔鹽儲熱系統的核心是雙罐系統，可實現加熱、放熱過程解耦，是光熱、園區供熱、零碳工廠、調峰等場景的核心【運行原理詳見下圖】。

他表示，熔(rong)鹽(yan)加熱(re)(re)系(xi)統(tong)應用(yong)廣(guang)泛：光熱(re)(re)發電(dian)(dian)使(shi)用(yong)的是(shi)聚光集熱(re)(re)系(xi)統(tong)；與風電(dian)(dian)、光伏或(huo)是(shi)谷(gu)電(dian)(dian)耦合就是(shi)熔(rong)鹽(yan)電(dian)(dian)加熱(re)(re)器(qi)；電(dian)(dian)站(zhan)及園區供熱(re)(re)調峰(feng)使(shi)用(yong)的是(shi)蒸汽或(huo)熔(rong)鹽(yan)電(dian)(dian)加熱(re)(re)器(qi)；鋼鐵廠采用(yong)煤氣(qi)熔(rong)鹽(yan)加熱(re)(re)器(qi)或(huo)余熱(re)(re)加熱(re)(re)器(qi)；在壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)儲能行業也(ye)會通過熔(rong)鹽(yan)高溫壓(ya)縮(suo)空(kong)氣(qi)來加熱(re)(re)，提升效率。

接下來，孫武星重點介紹了熔鹽儲能的九個應用場景：

▌場景一：光熱發電

目(mu)前(qian)有(you)(you)兩(liang)種主(zhu)要應用場(chang)景：一(yi)是與風電、光伏(fu)耦(ou)合。孫武星指出，目(mu)前(qian)更多的(de)是與風電耦(ou)合，因為136號文件(jian)發布后(hou)光伏(fu)項(xiang)目(mu)對(dui)業(ye)主(zhu)方(fang)來說(shuo)易虧損；二是獨立光熱項(xiang)目(mu)。這類項(xiang)目(mu)有(you)(you)獨立電價(jia)，規模(mo)在100-350MW之間，造價(jia)1.5萬(wan)—1.7萬(wan)元/kW，度電成本0.5~0.75元/kWh，一(yi)般(ban)會隨規模(mo)擴大有(you)(you)所下降(jiang)。

▌場景二：火電靈活性改造

主要應(ying)用(yong)場景：機組帶供熱深調能力不(bu)足、深調脫硝(xiao)排放問題和(he)頂峰能力不(bu)夠(gou)。目(mu)前應(ying)用(yong)規模為10%～30%（示范(fan)項(xiang)目(mu)10%～15%），造價為500~1000元/kWh。

經(jing)濟模型：深(shen)調(diao)收(shou)益、頂峰收(shou)益，調(diao)頻收(shou)益和新增供熱能力(li)收(shou)益。其中調(diao)頻收(shou)益是關鍵。

孫武星比(bi)較了兩種(zhong)加熱方案：

（1）蒸汽加熱方案

火電靈活改造-蒸汽加熱方案

蒸汽(qi)加熱以(yi)三元鹽為(wei)主，利用主蒸汽(qi)等換熱。優點是(shi)效率高(gao)；缺點是(shi)系(xi)統整體(ti)復(fu)雜，改造工作(zuo)量大(da)(da)、深調幅度不足、整體(ti)調頻能力提升有限、對原有系(xi)統影響較大(da)(da)、運行可靠性欠佳。

（2）電加熱方案

火(huo)電靈活改造-電加熱方案

電(dian)加熱(re)的(de)缺點是效率低；優點是調峰深、靈活性強、供熱(re)安全。

孫武星強調，蒸(zheng)汽加熱(re)和電加熱(re)兩(liang)者沒(mei)有優劣之分(fen)，要根(gen)據具體(ti)需求進(jin)行具體(ti)分(fen)析。

▌場景三：谷電加熱熔鹽儲能園區供熱

主要(yao)應用(yong)場(chang)景：園區供熱能(neng)力不足，且(qie)受燃煤(mei)指標(biao)限制；江浙、廣(guang)東等東南沿(yan)海城市燃氣(qi)價格高昂。當前市場(chang)項目(mu)規模(mo)多為50-200t/h。

經濟模(mo)型：新(xin)增供熱收益。成本為谷電電價(jia)+容(rong)量電費。

孫武(wu)星分享了正在參(can)與的嘉興桐(tong)鄉項(xiang)(xiang)目(mu)：該項(xiang)(xiang)目(mu)投資(zi)2.5億，規(gui)模為70MW/343MWht熔鹽儲熱。項(xiang)(xiang)目(mu)的購(gou)電電價為0.26元/kwh(不(bu)含稅(shui))，蒸汽售價為321元/t(不(bu)含稅(shui))，項(xiang)(xiang)目(mu)全投資(zi)內部收益(yi)率(lv)8.9%，資(zi)本金(jin)投資(zi)內部收益(yi)率(lv)14.56%【未考慮容量費】。

▌場景四：園區供熱調峰

主要應用場景：園區(qu)(qu)負(fu)荷(he)穩定性(xing)差，存(cun)在(zai)峰谷波(bo)動(dong)、鍋爐峰值區(qu)(qu)間供熱(re)能(neng)(neng)力(li)不足等問(wen)題。如江浙區(qu)(qu)域白(bai)天負(fu)荷(he)高、晚上低(di)，硅料企業入駐后白(bai)天供熱(re)能(neng)(neng)力(li)不足。此時(shi)可通(tong)過熔鹽儲能(neng)(neng)將晚上能(neng)(neng)量(liang)平移(yi)至(zhi)白(bai)天，能(neng)(neng)夠在(zai)不增加機爐規模(mo)的情況(kuang)下(xia)提升白(bai)天供熱(re)能(neng)(neng)力(li)。當前市(shi)場規模(mo)主要介于(yu)50-200t/h，造(zao)價(jia)為(wei)500-700元/kWh。

經濟模型：新增供(gong)熱(re)收益(yi)；提高鍋爐(lu)效率；降低鍋爐(lu)低負荷脫硝成(cheng)本與罰(fa)款風險(xian)。成(cheng)本為燃料(liao)，項目投資回(hui)收期(qi)短，3~7年可(ke)回(hui)收。

▌場景五：鋼鐵廠煤氣調峰

主要應用場景：鋼鐵企(qi)業自(zi)備電站不足以覆蓋鋼鐵廠(chang)用電，而鋼鐵企(qi)業自(zi)備電站汽(qi)輪機運行存在(zai)余(yu)量，可利用該余(yu)量新建燃氣熔鹽儲熱系統。規(gui)模根據(ju)汽(qi)輪機余(yu)量、燃氣鍋(guo)爐最(zui)低負(fu)荷確定(ding)，造價(jia)在(zai)450-700元/kWh。

經(jing)濟模型：谷(gu)電時(shi)間段(duan)，煤氣熔鹽(yan)爐運行(xing)，將熱量存(cun)儲(chu)在熔鹽(yan)；峰(feng)電時(shi)間段(duan)，熔鹽(yan)加(jia)熱蒸(zheng)汽(qi)，對外供蒸(zheng)汽(qi)進行(xing)發電，通過上述運行(xing)模式，基于峰(feng)谷(gu)價(jia)差(cha)套(tao)利。項目投資(zi)回收(shou)期短，4~8年回收(shou)（峰(feng)谷(gu)價(jia)差(cha)0.6~0.9元/kWh）。

▌場景六：余熱利用

主要應用場景：產(chan)品(pin)存在(zai)高(gao)溫(wen)余(yu)熱(re)，原采用風(feng)冷(leng)，大量熱(re)能(neng)浪費。規(gui)模根(gen)據余(yu)熱(re)、鹽浴溫(wen)度定，熔(rong)鹽側(ce)的造價為(wei)450~700元/kWh，余(yu)熱(re)側(ce)根(gen)據規(gui)模定價。

經(jing)濟模型(xing)：由于熱量(liang)來(lai)自余(yu)熱，無運行成(cheng)本；此(ci)外，精(jing)準控(kong)溫(wen)能(neng)提(ti)高工藝產品質量(liang)與價格(ge)競爭力，同時還可耦合煤(mei)氣調(diao)峰發電，公用熔(rong)鹽儲能(neng)側(ce)，收益更(geng)優。項(xiang)目投資回(hui)收期短，2~7年回(hui)收。

▌場景七：獨立熔鹽儲能電站

主要(yao)應用場景：大基地、綠色通道的共享儲能。以規模為100MW/400MWh熔鹽+150MW/300MWh電化學項目為例，造價約為8.5億元。

經濟模型：整體(ti)電效率為55~60%，收益主(zhu)要來自(zi)調(diao)峰。容量租(zu)賃和容量補償需要與電廠談判(pan)。投資回(hui)收期8年，內(nei)部(bu)收益率13%。

▌場景八：孤網綠電熔鹽儲能供熱

主(zhu)要應用場景：在源、網、荷(he)、儲都具備的條件(jian)下(xia)，通過輸送(song)光伏(fu)、風電(dian)等綠電(dian)加熱熔鹽(yan)，替代(dai)燃(ran)煤/天然(ran)氣產氣。

經濟模型：該(gai)項目為孤網，替(ti)代原(yuan)有動力站燃煤產氣，效(xiao)率(lv)高達90%，造(zao)價(jia)為500-700元(yuan)/kWh。其中，蒸汽成本(ben)隨綠(lv)電(dian)成本(ben)變化，在120~150元(yuan)/t之間。

▌場景九：壓縮空氣儲能高溫回熱

運行模式(shi)：利用三(san)元(yuan)鹽或四元(yuan)鹽回收高溫熱(re)(re)，壓(ya)縮時儲熱(re)(re)，膨脹時放熱(re)(re)。和(he)中(zhong)溫路(lu)線(xian)技術相比，效率(lv)提升3%~5%。整(zheng)體投資約占項(xiang)目總(zong)投資的5%，同時可(ke)以耦(ou)合高溫供熱(re)(re)需求，提高經濟性。

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發展趨勢解讀

結合上述九(jiu)個應用(yong)場景的(de)實際應用(yong)現狀，孫武星(xing)總結了當(dang)前熔鹽儲熱的(de)技術優(you)勢和面(mian)臨的(de)挑戰(zhan)：

▌技術優勢

（1）高(gao)效儲能(neng)＞90%：熔鹽(yan)儲熱技術具有較高(gao)的儲能(neng)效率，能(neng)夠有效地儲存和釋放熱能(neng)。

（2）和(he)蒸(zheng)汽匹(pi)配度高：熔鹽儲熱技術可(ke)以在較寬的(de)溫度范圍內工(gong)作，適用(yong)于各種(zhong)不(bu)同(tong)的(de)應用(yong)場(chang)景。

（3）安全環保(bao)：熔鹽儲(chu)熱技術使用無(wu)毒、無(wu)害(hai)的熔鹽作(zuo)為儲(chu)能介質(zhi)，對環境和人體(ti)健(jian)康沒(mei)有危害(hai)。

▌面臨挑戰

（1）成(cheng)本問題：熔鹽、電加熱器、熔鹽儲罐、SGS、熔鹽閥門投資高(gao)。

（2）高溫電(dian)加(jia)熱(re)器研發：高溫電(dian)加(jia)熱(re)器設(she)備本身(shen)在開(kai)發過程，還未有得到市場(chang)驗(yan)證，目前低壓設(she)備、變壓器、開(kai)關柜、動力線等繁雜。

（3）電網接(jie)入問題(ti)：電熱方案中所(suo)有能(neng)量(liang)都來自于電，接(jie)入系統規模大(da)，需和電網談判(pan)，對(dui)電網有一定壓力；容量(liang)費問題(ti)較為(wei)突出。

根據國家能(neng)(neng)源局(ju)出臺(tai)的(de)政策，目前單(dan)個(ge)光熱(re)項目投資十幾(ji)億，預計每(mei)年3GW；存量煤電(dian)(dian)機組靈活性改造(zao)應改盡改，“十四五(wu)”期間將完(wan)成2億千(qian)瓦，增加系統調節能(neng)(neng)力3000-4000萬千(qian)瓦，促進清潔能(neng)(neng)源消納，實現煤電(dian)(dian)機組靈活制(zhi)造(zao)規模1.5億千(qian)瓦；同時，供熱(re)需(xu)求增加，卻控制(zhi)燃煤耗量。

綜上，孫武星預測，結合熔鹽(yan)儲熱技(ji)術(shu)在(zai)火電(dian)靈活(huo)性改造、園區供(gong)熱調峰、鋼鐵廠煤氣調峰、余熱利用以及孤網(wang)綠電(dian)儲能供(gong)熱等(deng)領域的(de)廣泛應用前景，預計到(dao)(dao)2030年，全(quan)球熔鹽(yan)儲熱技(ji)術(shu)的(de)市場規(gui)模將達(da)到(dao)(dao)數千億(yi)美元(yuan)，中國熔鹽(yan)儲熱技(ji)術(shu)市場規(gui)模將達(da)到(dao)(dao)1000億(yi)元(yuan)人民(min)幣。

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安全性分析

熔鹽儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu)源自塔(ta)式光熱發電技(ji)(ji)術(shu)，除鏡場與熔鹽儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu)有所(suo)區別(bie)外(wai)，其余技(ji)(ji)術(shu)完全一致。

據孫武(wu)星介紹，目(mu)前國(guo)(guo)內第一(yi)批(pi)光(guang)熱項(xiang)目(mu)已經(jing)平穩運行5年，無事故發生。國(guo)(guo)內第一(yi)批(pi)與(yu)第二(er)批(pi)光(guang)熱項(xiang)目(mu)已建成(cheng)和在建的(de)項(xiang)目(mu)共有(you)20多(duo)個。而按照(zhao)國(guo)(guo)家能源局的(de)規(gui)劃，到十(shi)四五(wu)結束上馬(ma)項(xiang)目(mu)9GW，約有(you)90個項(xiang)目(mu)，技(ji)術均相同。熔鹽(yan)方(fang)面，二(er)元鹽(yan)、三(san)元鹽(yan)技(ji)術成(cheng)熟，已經(jing)過數十(shi)個項(xiang)目(mu)的(de)運行驗證。

熔鹽材料的安全性評估方面，經應急管理部鑒定，光熱熔鹽所包含的硝酸鉀和硝酸鈉為無機氧化物，不屬爆炸品，建議按照乙類火災危險性進行儲存。【詳細鑒定結果見下表】

試驗鑒定報告截圖

DLT5064-2021太(tai)陽能(neng)熱發(fa)電總圖運輸設計規范截圖

隨后，孫武星詳細介紹了中國聯合公司設計的熔鹽儲熱系統：

該系統由光熱項目衍生而來，相似度較高，有充分的工程驗證。在安全設計上：

（1）冷(leng)熱(re)熔(rong)鹽(yan)罐連通大氣，為常壓罐；

（2）熔鹽管(guan)路中過熱器(qi)至預熱器(qi)出口有安全(quan)閥，安全(quan)閥泄放管(guan)接入就(jiu)近(jin)卸鹽槽；

（3）熔(rong)鹽電加熱器(qi)出口處設(she)有(you)安全(quan)閥安全(quan)閥泄放管接入就近卸驗(yan)槽；

（4）汽水側按常規設置有安全閥；

（5）熔鹽系統管路上設有幾余的壓力(li)溫度測點，設有異常聯鎖報警；

（6）設備有(you)壓力檢(jian)測，超壓報警；

（7）熔鹽罐集(ji)中布置，四(si)周(zhou)(zhou)設下沉(chen)圍堰(yan)，若(ruo)真的發(fa)生事故，圍堰(yan)容積能夠(gou)容納所有(you)熔鹽泄放(fang)量，對周(zhou)(zhou)邊(bian)建構筑(zhu)物影響較小；

（8）熔(rong)鹽(yan)電加(jia)熱器(qi)、熔(rong)鹽(yan)換熱器(qi)單獨布置(zhi)，或(huo)四周(zhou)設(she)(she)實(shi)體防火墻，若(ruo)泄漏對周(zhou)邊影響(xiang)較(jiao)小（或(huo)者兩熔(rong)鹽(yan)罐間設(she)(she)置(zhi)換熱器(qi)車間，圍堰設(she)(she)置(zhi)于最外側(ce)）。

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已參與、對接近50個光熱/熔鹽項目

中國聯(lian)合(he)工(gong)程有(you)限公司總部(bu)前(qian)身是機(ji)械工(gong)業(ye)部(bu)第二(er)設計研究(jiu)院，1953年成立于(yu)上(shang)海。江澤民同志是二(er)院的創業(ye)者(zhe)之一，曾擔任(ren)二(er)院第一任(ren)電氣專業(ye)科(ke)科(ke)長和院工(gong)會主席。1970年遷貴州遵義，后返回杭州。目前(qian)員工(gong)7000多名，工(gong)程技術人(ren)員占95%以(yi)上(shang)。公司業(ye)務板塊(kuai)多，包含(han)民用、能源、工(gong)業(ye)等。其中能源板塊(kuai)總人(ren)數(shu)為1000人(ren)。

美國《工程新聞記錄》（ENR）對中國工程設計企業60強的統計排名中，中聯公司排名第8。公司已獲得國家級科技成果獎100多項，省部級獎1000多項，主編、參編國家、地方和行業標準、規范100余項；合計完成14個項目，當前項目前期對接30多項【詳見下圖】。