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熔鹽儲(chǔ)能行業(yè)市場(chǎng)分析1、火電靈活改造、工業(yè)蒸汽:熔鹽儲(chǔ)能更廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景熔鹽是一種優(yōu)良的傳熱儲(chǔ)能介質(zhì)。本系列報(bào)告上篇所述的光熱發(fā)電系統(tǒng)中,熔鹽同時(shí)扮演了傳熱和儲(chǔ)能介質(zhì)。硝酸鹽具有工作溫度區(qū)間廣、儲(chǔ)能密度高、無(wú)需高壓運(yùn)行、黏度低流動(dòng)性好、壽命長(zhǎng)等優(yōu)良特性,非常適合作為傳熱、儲(chǔ)能介質(zhì)。目前熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于太陽(yáng)能光熱發(fā)電系統(tǒng)等新能源系統(tǒng),利用了硝酸鹽儲(chǔ)能特性將太陽(yáng)光熱能轉(zhuǎn)換為熔鹽的內(nèi)能來(lái)存儲(chǔ)和發(fā)出能量,實(shí)現(xiàn)了能量在時(shí)空上的遷移,滿足可再生能源的電網(wǎng)調(diào)峰需求。除了光熱領(lǐng)域外,熔鹽儲(chǔ)能在熔鹽儲(chǔ)能供暖、供蒸汽、火電機(jī)組靈活改造領(lǐng)域有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本節(jié)將重點(diǎn)介紹熔鹽儲(chǔ)能在火電靈活改造、工業(yè)蒸汽領(lǐng)域的應(yīng)用。1.1、火電靈活性改造:熔鹽儲(chǔ)能相比常規(guī)路徑具備優(yōu)勢(shì)1.1.1、常規(guī)火電機(jī)組改造路徑:有一定局限性火電機(jī)組靈活性改造方案目標(biāo)是增加調(diào)峰深度、實(shí)現(xiàn)快速啟停、加快爬坡能力,其中重點(diǎn)是提高機(jī)組的深度調(diào)峰能力。常規(guī)火電機(jī)組的路徑包括鍋爐側(cè)系統(tǒng)改造方案和汽機(jī)側(cè)“熱電解耦”方案。鍋爐側(cè)改造方案一般是圍繞解決低負(fù)荷工況下,鍋爐不能穩(wěn)定燃燒以及脫硝不能正常運(yùn)行的問(wèn)題;汽機(jī)側(cè)改造方案則是針對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組,在供熱季采用解耦或者削弱“以熱定電”的運(yùn)行方式,滿足機(jī)組供熱要求的同時(shí)減少發(fā)電出力。但常規(guī)靈活性改造也存在一些問(wèn)題,例如低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下主機(jī)效率降低、影響機(jī)組設(shè)備壽命、燃料系統(tǒng)控制的問(wèn)題,而且熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組改造方案只適用于采暖期,有一定局限性。1.1.2、改造原理:在“鍋爐-汽機(jī)”之間嵌入高溫熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)加入高溫熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng),是火電機(jī)組靈活性改造的一種新型技術(shù)路線?;痣婂仩t的低負(fù)荷運(yùn)行是靈活運(yùn)行的最大瓶頸,因此設(shè)置儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以將鍋爐產(chǎn)生的高溫蒸汽存儲(chǔ)起來(lái),削弱原本剛性的“爐機(jī)耦合”。火電機(jī)組鍋爐出口蒸汽溫度在540~560℃,與高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)很好的匹配了溫度參數(shù),非常適合火電機(jī)組儲(chǔ)熱?;痣姵R?guī)機(jī)組的靈活性改造原理是,在火電機(jī)組“鍋爐-汽機(jī)”熱力系統(tǒng)中嵌入一套外置的高溫熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)。當(dāng)火電機(jī)組向下調(diào)節(jié)出力時(shí),啟動(dòng)儲(chǔ)熱模塊,鍋爐產(chǎn)生的過(guò)熱蒸汽和再熱蒸汽通過(guò)儲(chǔ)熱功率模塊對(duì)熔鹽進(jìn)行放熱,低溫罐中冷熔鹽升溫后存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱罐中。當(dāng)火電機(jī)組需要出力時(shí),高溫熔鹽罐中的高溫熔鹽通過(guò)放熱功率模塊進(jìn)行放熱,產(chǎn)生的蒸汽回到汽輪機(jī)做工發(fā)電,釋放熱量后的熔鹽再次回到低溫罐中存儲(chǔ)?;痣婌`活改造配置熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)優(yōu)勢(shì):1、理論綜合效率高:根據(jù)李峻2021年《基于高溫熔鹽儲(chǔ)熱的火電機(jī)組靈活性改造技術(shù)及其應(yīng)用前景分析》中的估算,火電熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)理論綜合效率為76.2%,接近抽水蓄能機(jī)組,能源利用效率高于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組、電鍋爐調(diào)峰供熱方案。2、大幅度增加火電廠深度調(diào)峰能力:汽機(jī)可以在5%額定負(fù)荷下運(yùn)行,如果加入電加熱模塊,可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組零功率上網(wǎng)。3、儲(chǔ)熱時(shí)間長(zhǎng):靈活設(shè)置儲(chǔ)熱罐容量即可,可以實(shí)現(xiàn)單日10h以上儲(chǔ)熱能力,可以通過(guò)擴(kuò)大熔鹽儲(chǔ)熱罐容量擴(kuò)充儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。4、儲(chǔ)熱參數(shù)高:熔鹽儲(chǔ)熱溫度可以達(dá)到500℃以上,蒸汽溫度可以達(dá)到亞臨界參數(shù)。5、使用壽命長(zhǎng)、綜合效率高:使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年,平準(zhǔn)化發(fā)電成本低。熔鹽儲(chǔ)熱的火電靈活改造技術(shù)與現(xiàn)有的改造方案相比,具有能耗低、機(jī)組運(yùn)行節(jié)能可靠等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)熔鹽放熱,可以拓寬機(jī)組負(fù)荷的調(diào)峰范圍,提高機(jī)組運(yùn)行的靈活性。1.1.3、高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性測(cè)算高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)在火電機(jī)組有很強(qiáng)的適應(yīng)性。第一,改造后的火電機(jī)組可以更好的適應(yīng)電力市場(chǎng)改革,獲取更多輔助服務(wù)收益。隨著各地電力輔助服務(wù)市場(chǎng)政策加快出臺(tái),采用高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)改造的火電機(jī)組靈活性高、調(diào)節(jié)速度快,可以適應(yīng)深度調(diào)峰、啟停調(diào)峰、旋轉(zhuǎn)備用交易等輔助服務(wù)。第二,電力現(xiàn)貨市場(chǎng)交易加快后,帶有熔鹽儲(chǔ)能的火電機(jī)組可以大規(guī)模儲(chǔ)熱,存儲(chǔ)谷電,在電價(jià)高的時(shí)候釋放熱量獲取高收益。第三,大容量熔鹽儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)供蒸汽、供熱。未改造的熱電聯(lián)產(chǎn)火電機(jī)組仍然是熱電耦合狀態(tài),具有季節(jié)使用局限性。高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)可以拓展火電靈活機(jī)組的供熱場(chǎng)景,創(chuàng)造額外供熱、供蒸汽收益。第四,高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)可以參加退役火電機(jī)組延壽改造。拆除機(jī)組煤炭、鍋爐系統(tǒng)后,可以保留汽輪機(jī)組,利用熔鹽儲(chǔ)能吸收新機(jī)組熱量或消納谷電,通過(guò)放熱驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,增加整體電站的尖峰發(fā)電出力能力。1.2、工業(yè)蒸汽:熔鹽儲(chǔ)熱實(shí)現(xiàn)谷電存熱,保障供熱供汽與火電靈活改造類似,利用熔鹽優(yōu)良的儲(chǔ)能特性,熔鹽儲(chǔ)能還可以用于谷電加熱(利用谷電將低溫熔鹽加熱后存儲(chǔ)至高溫熔鹽罐,在白天用熱用汽時(shí)段,利用高溫熔鹽供暖供熱)、余熱回收(通過(guò)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)將鋼鐵生產(chǎn)的余熱回收利用,用于供暖供熱、發(fā)電等)。熔鹽儲(chǔ)能可在低谷時(shí)段消納富余電能,尖、高峰時(shí)段對(duì)外供熱、供蒸汽。新型熔鹽蓄熱供熱技術(shù)通過(guò)利用晚間谷電加熱熔鹽儲(chǔ)能,加熱后的高溫熔鹽儲(chǔ)存到儲(chǔ)罐中,白天放熱,通過(guò)循環(huán)泵將高溫熔鹽抽出與換熱器給水換熱,實(shí)現(xiàn)供熱需求。利用該技術(shù)可以24小時(shí)為用戶供熱,有效轉(zhuǎn)移了富余的低谷電力,提高了電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能的使用率,也增加了供熱安全保障和品質(zhì)。和其他技術(shù)比,熔鹽儲(chǔ)熱的儲(chǔ)能密度、占地面積、使用壽命來(lái)具有優(yōu)勢(shì)。既適合北方高密集城市地區(qū)對(duì)熱水、蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行綠色改造,也適合工業(yè)地區(qū)工業(yè)蒸汽的生產(chǎn)應(yīng)用。我們梳理了目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)投入運(yùn)行的熔鹽儲(chǔ)熱改造項(xiàng)目的情況,以北京兩個(gè)供熱中心改造項(xiàng)目為例,在天然氣價(jià)格上漲的背景下,利用谷電進(jìn)行供熱均能實(shí)現(xiàn)比較好的經(jīng)濟(jì)性。1、北京熱力集團(tuán)花家地供熱中心熔鹽儲(chǔ)熱改造項(xiàng)目根據(jù)《熔鹽蓄熱供熱技術(shù)研究與示范項(xiàng)目》(2021年)中引用案例——北京熱力集團(tuán)花家地供熱服務(wù)中心,原本配置9臺(tái)14MW燃?xì)忮仩t,非供暖季只啟用一臺(tái)燃?xì)忮仩t,每天啟停也造成能耗大、經(jīng)濟(jì)性差的問(wèn)題。因此公司投資669萬(wàn)元(設(shè)備投資、不含稅)建設(shè)了一套加熱功率2.1MW的新型熔鹽儲(chǔ)熱裝置,該示范項(xiàng)目滿足了非冬季與燃?xì)忮仩t廠房聯(lián)合,并在冬季可以進(jìn)行應(yīng)急供熱的需求。根據(jù)2019年數(shù)據(jù)實(shí)測(cè),系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換的效率達(dá)到96.3%,通過(guò)熔鹽加熱生產(chǎn)的熱水電費(fèi)成本2.75萬(wàn)元,折合熱水共計(jì)2512噸,折算熱水單噸電費(fèi)成本10.9元,2019年的熱水供應(yīng)價(jià)格為35元每噸,收益較好。2、北京熱力供應(yīng)中心北京西站蒸汽供應(yīng)熔鹽儲(chǔ)熱改造項(xiàng)目根據(jù)《熔鹽儲(chǔ)能供蒸汽技術(shù)的應(yīng)用前景分析》(2022年)中引用案例——北京一燃?xì)鉄崃嶂行臑楸本┪髡竟?yīng)蒸汽負(fù)荷項(xiàng)目為例,該項(xiàng)目采取了利用熔鹽儲(chǔ)代替燃?xì)忮仩t進(jìn)行替代。該項(xiàng)目利用低谷電時(shí)間段,將低價(jià)格電能轉(zhuǎn)換為熱能存儲(chǔ),白天時(shí)使用熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)外供應(yīng)蒸汽。該項(xiàng)目獲得了張家口及赤峰綠電進(jìn)京指標(biāo);采用低谷綠電作為熱源,補(bǔ)貼后谷電價(jià)格為0.15元/kWh。根據(jù)該電價(jià)進(jìn)行核算,折算后的蒸汽運(yùn)行成本為105元/t,作為新能源儲(chǔ)能消納供蒸汽示范項(xiàng)目,該運(yùn)行成本僅為燃?xì)膺\(yùn)行成本(北京燃?xì)鈨r(jià)格2.6元/m3,蒸汽成本為208元/t)的50%左右,大大節(jié)省了運(yùn)行費(fèi)用。3、西子潔能紹興柯橋熔鹽發(fā)電、儲(chǔ)熱供汽項(xiàng)目根據(jù)西子潔能技術(shù)專家劉可亮在《利用綠電熔鹽儲(chǔ)能,助力零碳產(chǎn)業(yè)園的實(shí)踐》(2022年)主題演講中介紹的案例,西子潔能承接的紹興綠電熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)展迅速,零碳園區(qū)的商業(yè)模式開始推廣。西子潔能正在打造首個(gè)綠色零碳產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目。該綠電熔鹽儲(chǔ)能示范項(xiàng)目位于浙江紹興濱海工業(yè)園區(qū)(柯橋),園區(qū)內(nèi)以紡織印染行業(yè)為主。紡織印染行業(yè)是浙江的高能耗產(chǎn)業(yè)之一,低碳轉(zhuǎn)型壓力較大。根據(jù)浙江省發(fā)展改革委《關(guān)于促進(jìn)浙江省新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施意見(征求意見稿)》提出:“不將綠色電力消費(fèi)計(jì)入碳排放量核算,探索綠色電力消費(fèi)抵扣一定比例能耗”。高能耗企業(yè)有動(dòng)力在節(jié)能降碳找尋新的路徑。紹興綠電項(xiàng)目?jī)?chǔ)能時(shí)長(zhǎng)達(dá)10小時(shí),利用熔鹽儲(chǔ)能滿足園區(qū)的用熱及用電需求。項(xiàng)目的主要參數(shù)包括,熔鹽的使用量約7500噸,使用的是光熱領(lǐng)域應(yīng)用最多的二元熔鹽。蒸汽參數(shù)3MPa,257℃;負(fù)責(zé)把電轉(zhuǎn)化成熱的電加熱功率比較大,約150MW。在背壓的運(yùn)行工況下,機(jī)組發(fā)電能力是8MW;如果是純凝,后面低壓發(fā)電能力是17MW,加起來(lái)機(jī)組的頂峰能力為25MW;年運(yùn)行小時(shí)數(shù)是8400小時(shí)。采用背壓發(fā)電供熱系統(tǒng)+純凝頂峰系統(tǒng),當(dāng)電網(wǎng)有頂峰需求響應(yīng)時(shí),背壓機(jī)出口蒸汽停止對(duì)外供熱,轉(zhuǎn)而進(jìn)入純凝機(jī)進(jìn)行全純凝運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的需求響應(yīng)服務(wù)。2、整體產(chǎn)業(yè)鏈的分析2.1、產(chǎn)業(yè)鏈涉及公司光熱發(fā)電各個(gè)環(huán)節(jié)的核心部件包括:聚光系統(tǒng)包含反射鏡、定日鏡支架、跟蹤驅(qū)動(dòng)裝置;集熱系統(tǒng)包含吸熱器;儲(chǔ)熱系統(tǒng)包含熔融鹽、熔鹽儲(chǔ)罐、熔鹽泵、熔鹽閥、電伴熱/加熱器、保溫材料等;發(fā)電系統(tǒng)包括換熱器、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)。隨著光熱儲(chǔ)能的規(guī)模增大及儲(chǔ)能時(shí)間延長(zhǎng),定日鏡(聚光)/熔融鹽(儲(chǔ)熱)的用量會(huì)相應(yīng)增加。2.2、光熱建設(shè)集成商:項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)構(gòu)筑競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)2.2.1、首航高科:光熱發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈布局首航高科是目前國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的、布局完整產(chǎn)業(yè)鏈的光熱發(fā)電集成、設(shè)計(jì)、制造商。首航高科具備完整的光熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、工程經(jīng)驗(yàn),包括了塔式、槽式、碟式技術(shù)。業(yè)務(wù)覆蓋了光熱發(fā)電核心環(huán)節(jié):聚光系統(tǒng)、吸熱器系統(tǒng)、換熱系統(tǒng)、聚光場(chǎng)跟蹤系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)等。首航高科敦煌100MW熔鹽塔式電站是國(guó)家首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一。公司在2016年進(jìn)行了定增募集資金共計(jì)46億元,其中30.4億元投入首航敦煌100MW光熱項(xiàng)目,其中設(shè)備投資20.5億元。首航敦煌100MW光熱電站電量產(chǎn)能有一個(gè)爬坡過(guò)程。2019-2021年,公司所運(yùn)營(yíng)的光熱電站年發(fā)合計(jì)電量為8633萬(wàn)度、1.29億度、1.94億度。2022年6月份的發(fā)電總量3379萬(wàn)度,創(chuàng)歷史新高,比去年同期增長(zhǎng)91.2%,單次連續(xù)不間斷的發(fā)電時(shí)間262小時(shí)。二季度的總發(fā)電量8550萬(wàn)度,隨著系統(tǒng)越來(lái)越成熟,發(fā)電量還有繼續(xù)提升空間。第一,該項(xiàng)目由首航高科公司完全自主設(shè)計(jì)、投資和建設(shè),擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率高。依托于投資建設(shè)的10MW、100MW的塔式熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目,公司積累了開發(fā)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn),驗(yàn)證了自身光熱產(chǎn)品的可靠性、性能,為之后的核心零部件環(huán)節(jié)的技術(shù)迭代打下基礎(chǔ)。第二,定日鏡系統(tǒng)技術(shù)和生產(chǎn)線較為領(lǐng)先。首航高科敦煌100MW項(xiàng)目采用的是大型定日鏡,采取的5*7面、總面積115.7平米。敦煌100MW項(xiàng)目作為二期項(xiàng)目,公司對(duì)一期10MW的定日鏡系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)迭代,對(duì)定日鏡的背板形式、減速機(jī)的大小做了優(yōu)化設(shè)計(jì),二期項(xiàng)目定日鏡減速機(jī)體積減小很多。同時(shí),針對(duì)吸熱器、子鏡、跟蹤系統(tǒng)等關(guān)鍵裝備或部件的加工制造,首航高科也進(jìn)行了大量的研發(fā)和優(yōu)化工作。首航整個(gè)定日鏡生產(chǎn)環(huán)節(jié),采取的先進(jìn)的流水線,高精度、全自動(dòng)化定日鏡組裝、檢驗(yàn)一體化生產(chǎn)線。對(duì)于核心部件-傳動(dòng)裝置,為確保其交貨期和控制精度,首航已經(jīng)購(gòu)置了大量的高精度加工中心進(jìn)行自主生產(chǎn)。第三,吸熱系統(tǒng)的鋼管材料是跟寶鋼進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)。吸熱塔的核心材料是吸熱管道,寶鋼特鋼與首航節(jié)能合作開發(fā)的SHBG-2和UNSN06230鎳基合金板管將應(yīng)用于首航節(jié)能100兆瓦塔式熔鹽項(xiàng)目中。敦煌二期的吸熱器設(shè)計(jì)的平均能流密度是750kW/m2,局部能流密度1.2MW/m2,采用耐高溫、抗腐蝕的材料,管子表面覆蓋特殊吸熱涂層,涂層吸收率大概是95%左右。首航高科的“100MW熔鹽塔式光熱電站吸熱器”進(jìn)入國(guó)家能源局的《2021年度能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備項(xiàng)目名單(公示稿)》。2.2.2、可勝技術(shù):光熱全產(chǎn)業(yè)鏈布局,自有電站發(fā)電爬坡速度快浙江可勝技術(shù)股份有限公司(后文簡(jiǎn)稱“可勝技術(shù)”)同樣布局了光熱熔鹽儲(chǔ)能核心業(yè)務(wù)。浙江可勝技術(shù)股份有限公司原名浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司,成立于2010年,是全球領(lǐng)先的熔鹽儲(chǔ)能光熱發(fā)電解決方案提供商,專注于塔式光熱發(fā)電與熔鹽儲(chǔ)能的技術(shù)研究、裝備研制與工程化應(yīng)用,深度聚焦光熱發(fā)電及多能互補(bǔ)發(fā)電業(yè)務(wù),并積極布局以熔鹽儲(chǔ)能為核心的綜合能源應(yīng)用領(lǐng)域。公司目前覆蓋的業(yè)務(wù)包括聚光、集熱、儲(chǔ)熱到發(fā)電全流程塔式光熱發(fā)電核心技術(shù),建立起全產(chǎn)業(yè)鏈,實(shí)現(xiàn)了裝備的產(chǎn)業(yè)化、國(guó)產(chǎn)化??蓜偌夹g(shù)開發(fā)了一套高溫熔鹽儲(chǔ)能解決方案,并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)熔鹽儲(chǔ)能產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)??蓜偌夹g(shù)創(chuàng)始人、實(shí)控人為金建祥,為現(xiàn)任浙江大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)系正高級(jí)工程師,浙江大學(xué)信息學(xué)院先進(jìn)控制研究所副所長(zhǎng)、中控技術(shù)副董事長(zhǎng)。上市公司西子潔能目前是可勝技術(shù)第二大股東,占比11.06%;2022年12月5日公司公告擬轉(zhuǎn)讓可勝技術(shù)3%股權(quán),轉(zhuǎn)讓后公司將持有可勝技術(shù)8.06%的股權(quán)。青海中控德令哈50MW光熱發(fā)電項(xiàng)目是我國(guó)首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一,投產(chǎn)后發(fā)電能力爬坡較好。青海中控德令哈50MW光熱發(fā)電站于2018年12月30日并網(wǎng)發(fā)電。隨后逐步解決了冷鹽泵震動(dòng)、電伴熱故障率高、吸熱屏堵管、汽輪機(jī)組熱應(yīng)力故障而返廠整修等問(wèn)題。2021年9月-2022年2月,半年實(shí)際發(fā)電量達(dá)到9245.6萬(wàn)千瓦時(shí),平均發(fā)電量達(dá)成率達(dá)101.12%,產(chǎn)能爬坡較好。電站采用可勝技術(shù)自主研發(fā)并完全擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的光熱發(fā)電核心技術(shù),95%以上的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化??蓜偌夹g(shù)的核心技術(shù)包括太陽(yáng)島優(yōu)化設(shè)計(jì)、高精度智能定日鏡設(shè)計(jì)與批量制造、大規(guī)模鏡場(chǎng)集群控制與智能化校準(zhǔn)技術(shù)、吸熱器抗熱沖擊與熱疲勞設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、大型熔鹽罐設(shè)計(jì)技術(shù)等。公司自主研發(fā)的智能定日鏡、大規(guī)模鏡場(chǎng)集群控制技術(shù)和高溫熔鹽儲(chǔ)換熱技術(shù)等已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,參與國(guó)際IEC首個(gè)塔式太陽(yáng)能熱發(fā)電相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)“Generalrequirementsforthedesignofsolartowerplants”以及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《塔式太陽(yáng)能光熱電站設(shè)計(jì)規(guī)范》的編制。2.2.3、東方電氣:旗下東方鍋爐、東方汽輪機(jī)覆蓋聚光、蒸汽發(fā)生器、汽輪機(jī)東方鍋爐是東方電氣控股子公司,持股比例為96.8%(2022年中報(bào)披露)。東方鍋爐作為一家大型電力裝備研發(fā)制造服務(wù)型企業(yè),可年產(chǎn)2500萬(wàn)千瓦動(dòng)力裝備,可研發(fā)制造燃油、燃?xì)狻⑷忌镔|(zhì)、燃垃圾、余熱利用的各種容量、各種參數(shù)的產(chǎn)品,可以為化工、造紙、鋼鐵等行業(yè)提供先進(jìn)的裝備和一流的服務(wù)。東方鍋爐在光熱領(lǐng)域布局了聚光系統(tǒng)、吸熱器系統(tǒng)、熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)。東方鍋爐參與了國(guó)內(nèi)多個(gè)科研性、國(guó)家首批示范項(xiàng)目的技術(shù)研發(fā)和設(shè)備供貨,為中電哈密50MW熔鹽塔式、蘭州大成50MW熔鹽線性菲涅耳式、玉門鑫能50MW熔鹽二次反射塔式等光熱發(fā)電項(xiàng)目提供過(guò)鏡場(chǎng)、吸熱器、儲(chǔ)換熱系統(tǒng)設(shè)備等高質(zhì)量的關(guān)鍵核心設(shè)備,積累了豐富的技術(shù)研發(fā)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)備制造經(jīng)驗(yàn)和項(xiàng)目執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)。東方汽輪機(jī)技術(shù)先進(jìn)、積累深厚。東方汽輪機(jī)2014年開始光熱汽輪機(jī)研發(fā),通過(guò)將企業(yè)在工業(yè)汽輪機(jī)領(lǐng)域扎實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和近期尖端科研成果相結(jié)合,研制出了具有高經(jīng)濟(jì)性、高可靠性、高靈活性的光熱汽輪機(jī)。經(jīng)過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和積累,以先進(jìn)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)先后獲得青海德令哈50MW槽式光熱項(xiàng)目、新疆哈密50MW塔式光熱項(xiàng)目等光熱汽輪機(jī)訂單,在國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電汽輪機(jī)市場(chǎng)中位居前列。2.3、聚光集熱系統(tǒng):價(jià)值量占比最大的環(huán)節(jié)定日鏡是塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站最基本的光學(xué)單元體。定日鏡由反射鏡、支架、跟蹤裝置組成。定日鏡是一種可以雙軸自動(dòng)跟蹤太陽(yáng)的聚焦型反射鏡,由控制系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)的方位進(jìn)行方位和角度的控制,以接受太陽(yáng)輻射并以機(jī)械驅(qū)動(dòng)方式使太陽(yáng)輻射恒定地朝一個(gè)方向反射,進(jìn)入位于吸熱塔頂部的吸熱器表面,并能自動(dòng)翻轉(zhuǎn)或者收攏。光熱發(fā)電系統(tǒng)中聚光集熱系統(tǒng)由定日鏡場(chǎng)和吸熱器構(gòu)成,約占整個(gè)塔式電站投資成本的40-45%。根據(jù)可勝技術(shù)公司的數(shù)據(jù),12小時(shí)儲(chǔ)熱100MW的塔式熔鹽電站投資規(guī)模在25-30億元之間,塔式熔鹽電站的投資主要集中在聚光集熱系統(tǒng)(51.4%)。從我們統(tǒng)計(jì)來(lái)看,目前光熱項(xiàng)目主要以8小時(shí)儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為主;且根據(jù)最新招標(biāo)數(shù)據(jù)100MW投資成本約為16.5~18.9億元,較之前可勝技術(shù)項(xiàng)目成本下降幅度較大。聚光系統(tǒng)作為投資成本占比最高的系統(tǒng),單項(xiàng)目定日鏡用量在數(shù)萬(wàn)臺(tái)以上,具備較強(qiáng)的規(guī)模性,成本下降空間較大,我們假設(shè)聚光系統(tǒng)投資占比降低到40~45%。2.3.1、反射鏡(超白玻璃):行業(yè)光熱超白玻璃產(chǎn)能充足塔式光熱電站中,由于定日鏡離吸熱塔頂部距離較遠(yuǎn),為了使得定日鏡經(jīng)過(guò)反射后不至于過(guò)大散焦、造成能量損失,目前國(guó)內(nèi)外采用的定日鏡大多數(shù)是鏡面具有微小弧度(16’)的凹面鏡。目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)建成的塔式電站均采用表面鍍銀的玻璃反射鏡,玻璃反射鏡具有抗變形能力強(qiáng),質(zhì)量輕,易清潔,以及反射率高等優(yōu)點(diǎn)。采用鍍銀的反射鏡方法是因?yàn)殂y的太陽(yáng)吸收能力低,定日鏡反射率可以高達(dá)97%。光熱玻璃需要較高強(qiáng)度保持結(jié)構(gòu)精度、需要較強(qiáng)抗風(fēng)沙能力保持耐久度,細(xì)分行業(yè)壁壘較高。根據(jù)日本AGC艾杰旭(原稱“旭硝子”)產(chǎn)品說(shuō)明,其生產(chǎn)的太陽(yáng)能低鐵超白玻璃具有以下優(yōu)點(diǎn):第一,極高的太陽(yáng)光透過(guò)率。更高的太陽(yáng)光全譜透過(guò)率可以顯著提高鏡面反射率,以國(guó)內(nèi)50MW槽式光熱電站為例,反射率提高1-1.5%在25年生命周期中可以增加7200萬(wàn)元額外收益、可以減少鏡場(chǎng)采光面積10550平方米,降低初始投資成本;第二,易加工以獲得平滑的光學(xué)表面。易彎曲、強(qiáng)化的玻璃產(chǎn)品可以保持制鏡后平滑的光學(xué)表面,為高反射精度提供保障,達(dá)到優(yōu)異的聚焦偏差性能指標(biāo);第三,極好的耐久性、抗風(fēng)化能力強(qiáng)。AGC產(chǎn)品所配套的光熱電站大多在大溫差、多風(fēng)沙、多雨雪等惡劣的氣候環(huán)境,經(jīng)過(guò)驗(yàn)證透過(guò)率衰減極??;第四,極低的自爆率,通過(guò)原料控制降低硫化鎳等其他雜質(zhì),使得自爆率顯著降低。2.3.2、驅(qū)動(dòng)裝置、支架:決定定日鏡系統(tǒng)穩(wěn)定性、耐久性定日鏡系統(tǒng)的核心機(jī)械部件是驅(qū)動(dòng)裝置、支架。定日鏡是塔式光熱發(fā)電的核心裝備,需求數(shù)量龐大。根據(jù)項(xiàng)目所在地光熱資源、反射鏡總面積、單定日鏡面積不同,同輸出功率的光熱項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)裝置需求量變化范圍較大,例如2.2節(jié)中介紹的案例:中控德令哈50MW項(xiàng)目定日鏡2.7萬(wàn)臺(tái)(20m2定日鏡面積)、首航敦煌100MW項(xiàng)目定日鏡1.2萬(wàn)臺(tái)(115.7m2定日鏡面積),兩者數(shù)量的差異源于單定日鏡的面積大小。此外,定日鏡支架、驅(qū)動(dòng)裝置必須能適應(yīng)廠址所在地的環(huán)境氣象條件,表面需要做防腐蝕處理滿足25年工作需求;支架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要滿足支撐定日鏡穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)載荷和最大風(fēng)載荷的取值。定日鏡在工作時(shí),當(dāng)遇到較大的環(huán)境風(fēng)速時(shí),風(fēng)的力作用在定日鏡上時(shí)可能阻礙定日鏡的正常轉(zhuǎn)動(dòng),從而影響定日鏡的跟蹤精度、工作效率。2.3.3、吸熱器:核心零部件是吸熱管道吸熱器的上游管道材料壁壘較高。吸熱器是塔式光熱發(fā)電實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為熔鹽熱能的核心設(shè)備,而且塔式吸熱管是受光面單側(cè)輻射換熱,換熱面積不及管周的一半,受光側(cè)和背光側(cè)壁溫差可高達(dá)數(shù)百度。同時(shí),吸熱系統(tǒng)為日啟運(yùn)行模式,對(duì)吸熱管承受溫差應(yīng)力、熱膨脹應(yīng)力和低周疲勞等方面能力提出更高要求。吸熱器安裝在數(shù)百米高塔上,因此在設(shè)計(jì)中要盡量減小吸熱器重量和尺寸,以節(jié)約項(xiàng)目材料和安裝成本。故吸熱管的設(shè)計(jì)熱流密度遠(yuǎn)比常規(guī)鍋爐大,管壁也更薄。再考慮到熔鹽的腐蝕特性,所以吸熱管普遍采用的是進(jìn)口鎳基合金材料。進(jìn)口鎳基合金材料定貨周期較長(zhǎng),是影響項(xiàng)目進(jìn)度的關(guān)鍵因素之一。久立特材布局光熱項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)豐富。其生產(chǎn)的321(06Cr18Ni11Ti)和347(06Cr18Ni11Nb)兩種集熱管常用不銹鋼管材,配合光熱涂層既能最大程度的吸收太陽(yáng)熱能,又能防止熱能散失,還可以在高溫下長(zhǎng)期持續(xù)工作,可以安全地應(yīng)用于含Cl-等鹵素離子環(huán)境。其推薦使用溫度650度,完全滿足光熱項(xiàng)目中熔鹽介質(zhì)使用的環(huán)境要求。久立特材也研發(fā)推出了625合金,具備優(yōu)異的抗疲勞、抗氧化、抗腐蝕性、耐高溫等綜合性能。管道供應(yīng)商一般是作為吸熱器生產(chǎn)商、集熱系統(tǒng)集成商的上游,目前已被常州龍騰、匯銀集團(tuán)、北京天瑞星、蘭州大成、有色院等知名集熱管廠商采用,成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多個(gè)光熱項(xiàng)目,包括迪拜、敦煌、南通、浙工大等多個(gè)光熱項(xiàng)目。寶鋼特鋼在光熱領(lǐng)域占有一席,與首航高科聯(lián)合研制了SHBG、N06230等產(chǎn)品已經(jīng)得到項(xiàng)目應(yīng)用驗(yàn)證。寶鋼特鋼在光熱發(fā)電領(lǐng)域主要產(chǎn)品有兩類:1、熔鹽塔式光熱發(fā)電聚熱系統(tǒng)用鎳基合金SHBG-2(與首航高科共同開發(fā))、UNSN06230和UNSN06625板管材料;2、熔鹽塔式光熱發(fā)電儲(chǔ)熱系統(tǒng)用耐熱不銹鋼TP347H板、管材料。已經(jīng)供應(yīng)的光熱項(xiàng)目包括:首航高科10兆瓦塔式熔鹽項(xiàng)目(寶鋼特鋼與首航高科合作開發(fā)的SHBG-2鎳基合金板管和TP347H板材應(yīng)用于首航高科10兆瓦塔式熔鹽項(xiàng)目)、深圳愛能森宿遷200kW熔鹽塔式項(xiàng)目、首航高科100兆瓦塔式熔鹽項(xiàng)目、中廣核德令哈50MW光熱發(fā)電項(xiàng)目、西北院中電工程哈密50MW塔式光熱項(xiàng)目。西子潔能過(guò)去10年積累了豐富的光熱項(xiàng)目建設(shè)、供貨經(jīng)驗(yàn),業(yè)務(wù)覆蓋熔鹽吸熱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)制造、熔鹽儲(chǔ)熱罐設(shè)計(jì)制造、蒸汽發(fā)生器系統(tǒng)等。公司參股了可勝技術(shù),2021年簽署“塔式儲(chǔ)能光熱發(fā)電項(xiàng)目熔鹽吸熱器、熔鹽換熱器戰(zhàn)略合作框架協(xié)議”,旨在以光熱+儲(chǔ)能為基礎(chǔ)的儲(chǔ)能技術(shù),并向其他形式的儲(chǔ)能技術(shù)延伸。公司布局了熔鹽儲(chǔ)能核心設(shè)備環(huán)節(jié)業(yè)務(wù)。公司于2021年底發(fā)行了可轉(zhuǎn)債,投入10.3億元募集資金建設(shè)年產(chǎn)580臺(tái)光熱太陽(yáng)能吸熱器、換熱器及導(dǎo)熱油換熱器、鍋爐項(xiàng)目。2.4、熔鹽:4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目對(duì)熔鹽需求測(cè)算為116萬(wàn)噸“4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目”指:截止2022年12月31日,國(guó)內(nèi)存量的規(guī)劃、簽約、招標(biāo)、在建光熱發(fā)電項(xiàng)目。摘要、前后文中“4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目”均為此含義。1、熔鹽的使用量與技術(shù)路徑、儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)、發(fā)電裝機(jī)容量相關(guān)。與儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)、發(fā)電裝機(jī)量相關(guān):根據(jù)熱容量公式,比熱容和溫度變化的情況下,熔鹽質(zhì)量與其存儲(chǔ)的熱量成正比(存儲(chǔ)熱量=比熱容×?溫度×質(zhì)量);轉(zhuǎn)換效率、額定功率一定的情況下,存儲(chǔ)熱量與發(fā)電量成正比,與儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)成正比(額定功率×儲(chǔ)熱發(fā)電時(shí)長(zhǎng)=發(fā)電量=存儲(chǔ)熱量×轉(zhuǎn)換效率系數(shù));2、根42個(gè)項(xiàng)目(經(jīng)統(tǒng)計(jì)的2022年國(guó)內(nèi)簽約、招標(biāo)、建設(shè)的光熱發(fā)電項(xiàng)目)中已經(jīng)公布技術(shù)路線的項(xiàng)目有25個(gè),其中塔式、線菲、槽式總?cè)萘糠謩e占比90.8%/7.4%/1.8%。根據(jù)已有歷史數(shù)據(jù),線性假設(shè)剩余未公布技術(shù)路線的光熱電站技術(shù)路徑約的容量中90%為塔式、7.5%線菲、2.5%為槽式。3、儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為8h的占比60%。已經(jīng)公布儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)的22個(gè)項(xiàng)目中,低于8h儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)的項(xiàng)目只有1個(gè),平均儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為9.4h。因此假設(shè)剩余未公布儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)的項(xiàng)目平均儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為9h。已公布技術(shù)路徑、裝機(jī)容量,未公布儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)的項(xiàng)目,保守假設(shè)為8h儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)(塔式熔鹽)、10h儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)(線性菲涅爾式熔鹽)。不考慮其他熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目、火電高溫熔鹽改造、工業(yè)蒸汽需求的情況下,僅考慮光熱發(fā)電帶來(lái)的熔鹽增量需求為116萬(wàn)噸,市場(chǎng)規(guī)模56億元左右。根據(jù)我們測(cè)算,2022年現(xiàn)有國(guó)內(nèi)規(guī)劃/在建配套光熱儲(chǔ)能的“光伏+光熱”項(xiàng)目帶來(lái)的熔鹽需求增量在116萬(wàn)噸左右,其中硝酸鈉69萬(wàn)噸、硝酸鉀46萬(wàn)噸,分別按照5000元/t、6000元/t計(jì)算,對(duì)應(yīng)的市場(chǎng)增量規(guī)模為34.7億元、27.6億元。若考慮其他熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目,熔鹽增量需求將進(jìn)一步增加。2.4.1、硝酸鉀:國(guó)內(nèi)工業(yè)級(jí)硝酸鉀名義產(chǎn)能114萬(wàn)噸/年,4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的硝酸鉀新增需求為46萬(wàn)噸,硝酸鉀供需處于緊平衡狀態(tài)硝酸鉀供給端:截止2021年,全球硝酸鉀產(chǎn)能為400多萬(wàn)噸,國(guó)內(nèi)硝酸鉀的名義年產(chǎn)能力達(dá)到200萬(wàn)噸,占比接近50%。國(guó)內(nèi)有硝酸鉀生產(chǎn)企業(yè)50多家,其中青海鹽湖硝酸鹽業(yè)有限公司、浙江聯(lián)大化工股份有限公司是我國(guó)主要的大型硝酸鉀生產(chǎn)企業(yè)。硝酸鉀需求端:根據(jù)青海湖工業(yè)銷售部門調(diào)研情況(《我國(guó)硝酸鉀產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與展望》熊增華),截止2021年國(guó)內(nèi)及外貿(mào)出口硝酸鉀總需求約65~70萬(wàn)噸/年,從總體產(chǎn)能看,硝酸鉀開工率不足。下游20%應(yīng)用于煙草種植、26%應(yīng)用于農(nóng)業(yè)市場(chǎng)、35%應(yīng)用于傳統(tǒng)工業(yè)及黑火藥領(lǐng)域。價(jià)格:2021年上半年以前,國(guó)內(nèi)由于長(zhǎng)期的硝酸鉀供大于求,硝酸鉀價(jià)格疲軟;2021年6月后由于國(guó)內(nèi)需求受到農(nóng)業(yè)景氣周期影響,硝酸鉀貨源緊張價(jià)格從4000上漲到6000元/t,2022年初以來(lái)由于俄烏沖突,氯化鉀成本攀升,硝酸鉀價(jià)格進(jìn)一步上行。硝酸鉀主要有三條生產(chǎn)路徑,均需要氯化鉀作為原材料。其中硝酸銨-氯化鉀復(fù)分解法具備操作簡(jiǎn)單、基本無(wú)污染、工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、副產(chǎn)物可回收的優(yōu)勢(shì),是國(guó)內(nèi)大部分廠商采取的技術(shù),但該技術(shù)產(chǎn)出品純度和外觀稍差。硝酸鈉-氯化鉀轉(zhuǎn)換法缺點(diǎn)是原材料需要硝酸鈉,成本較高,國(guó)內(nèi)新疆硝石鉀肥有限公司使用的這條路徑,其產(chǎn)品已經(jīng)在光熱項(xiàng)目投運(yùn)成功。硝酸銨-氯化鉀離子交換法利用陽(yáng)離子交換樹脂,實(shí)現(xiàn)鉀鹽分離,缺點(diǎn)是工藝成本較高,國(guó)內(nèi)青海鹽湖硝酸鹽有限公司采取這條路徑。熔鹽儲(chǔ)熱對(duì)硝酸鹽純度要求達(dá)到工業(yè)級(jí)純度。在熔鹽所選用的單晶鹽中,若雜質(zhì)離子(如氯離子、硫酸根離子、銨根離子、碳酸根離子等)含量不能嚴(yán)格把關(guān),將會(huì)導(dǎo)致最終的產(chǎn)品性能大打折扣,從而影響儲(chǔ)換熱效率,嚴(yán)重時(shí)可能腐蝕設(shè)備管道造成熔鹽泄露事故,或者堵塞管道導(dǎo)致電站癱瘓。2.4.2、硝酸鈉:國(guó)內(nèi)硝酸鈉實(shí)際可用產(chǎn)能120萬(wàn)噸/年,4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的硝酸鈉新增需求為69萬(wàn)噸,硝酸鈉供需處于緊平衡狀態(tài)硝酸鈉供給端:是一種無(wú)機(jī)化合物,化學(xué)式為NaNO3,為吸濕性無(wú)色透明三角系晶體。加熱至380℃時(shí)分解。用于制硝酸、亞硝酸鈉,作玻璃、火柴、搪瓷或陶瓷工業(yè)中的配料,肥料,制硫酸工業(yè)中的催化劑等。根據(jù)百川盈孚,硝酸鈉目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)能合計(jì)140萬(wàn)噸。目前在建/擬建光熱項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的硝酸鈉需求約69萬(wàn)噸??紤]到青海鹽湖的產(chǎn)能處于破產(chǎn)清算、停滯狀態(tài),國(guó)內(nèi)硝酸鈉實(shí)際可用產(chǎn)能約為120萬(wàn)噸。2023-2025年光熱熔鹽需求的釋放,將使得國(guó)內(nèi)硝酸鈉供需處于緊平衡狀態(tài)。光熱用硝酸鈉的行業(yè)龍頭是新疆硝石鉀肥有限公司(新疆硝石)。新疆硝石已成功為國(guó)內(nèi)總裝機(jī)超400MW的多個(gè)光熱項(xiàng)目提供了近11萬(wàn)噸“庫(kù)姆塔格”牌優(yōu)質(zhì)熔鹽級(jí)硝酸鈉產(chǎn)品(鎂、鈣離子含量均小于0.001%),供應(yīng)量約占國(guó)內(nèi)已建成項(xiàng)目總?cè)埯}硝酸鈉使用量的87%。2.5、熔鹽儲(chǔ)換熱:4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)換熱環(huán)節(jié)市場(chǎng)規(guī)模為152~182億元根據(jù)可勝技術(shù)公司的數(shù)據(jù),25-30億元投資規(guī)模的100MW/12h光熱發(fā)電項(xiàng)目中熔鹽儲(chǔ)熱模塊價(jià)值量占比15.75%,蒸汽換熱器價(jià)值量占比2.1%,合計(jì)占比18%左右。即熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)投資(包括設(shè)備、熔鹽、建安費(fèi)用)規(guī)模在4.5~5.4億元之間??紤]到2022年以來(lái)項(xiàng)目大部分儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)為8-9h,熔鹽用量少于12h項(xiàng)目,故假設(shè)100MW/9h項(xiàng)目的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)(設(shè)備、熔鹽、建安)投資規(guī)模與儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)存在線性變化關(guān)系,即100MW/9h的熔鹽儲(chǔ)熱、換熱系統(tǒng)投資規(guī)模是100MW/12h的75%,即3.4~4.1億元,4.5GW光熱發(fā)電項(xiàng)目的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)市場(chǎng)預(yù)計(jì)為152~182億元。2.5.1、熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng):100MW光熱系統(tǒng)中儲(chǔ)熱罐價(jià)值量8000萬(wàn)元、換熱器價(jià)值量6000萬(wàn)元熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備包括高低溫熔鹽儲(chǔ)熱罐、熔融鹽泵組、蒸汽發(fā)生器。低溫熔鹽儲(chǔ)罐(冷罐)、高溫熔鹽儲(chǔ)罐(熱罐)、吸熱器熔鹽循環(huán)泵(冷泵)、蒸汽發(fā)生器熔鹽循環(huán)泵(熱泵)。其中冷泵位于冷罐中,將低溫熔鹽泵入吸熱器,吸收太陽(yáng)熱能后,反回?zé)峁?。熱泵位于熱泵中,將高溫熔鹽泵入蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽。熔鹽儲(chǔ)罐是光熱電站高效、穩(wěn)定運(yùn)行最重要的設(shè)備之一。定日鏡將太陽(yáng)能反射到集熱器,低溫熔鹽罐內(nèi)約290℃的冷鹽通過(guò)熔鹽泵輸送到集熱器內(nèi)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換,吸收熱量到額定溫度后存儲(chǔ)于高溫熔鹽罐內(nèi)。從歷史項(xiàng)目來(lái)看,熱泵是最容易發(fā)生故障的設(shè)備,其工作溫度560℃,運(yùn)行過(guò)程中有較大的熱膨脹效應(yīng)。如果出現(xiàn)故障,整個(gè)光熱電站均需要停機(jī)維修。位于美國(guó)的119MW塔式熔鹽光熱電站,發(fā)生熱罐熔鹽泄露后停工8月才恢復(fù)發(fā)電運(yùn)行。儲(chǔ)熱罐系統(tǒng)包括冷、熱兩個(gè)熔鹽儲(chǔ)熱罐以及疏鹽罐。國(guó)內(nèi)東方鍋爐、西子潔能、藍(lán)科高新、藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司具有熔鹽儲(chǔ)換熱系統(tǒng)的產(chǎn)品研發(fā)生產(chǎn)能力和歷史項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)最新招標(biāo)信息,2022年5月藍(lán)科高新的子公司藍(lán)濱石化中標(biāo)中國(guó)能建阿克塞110MW項(xiàng)目的儲(chǔ)熱罐EPC成套設(shè)備,中標(biāo)金額為7896萬(wàn)元。熔鹽儲(chǔ)能蒸汽發(fā)生器是能量轉(zhuǎn)換的中間環(huán)節(jié),相比常規(guī)機(jī)組換熱器有一定差異,100MW價(jià)值量在6000萬(wàn)元左右。換熱器即蒸汽發(fā)生器,光熱電站后端需要通過(guò)蒸汽發(fā)生器將熱源(高溫熔鹽)與水換熱生成蒸汽以推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。常規(guī)電站的蒸汽發(fā)生設(shè)備相比,光熱電站的蒸汽發(fā)生器主要設(shè)備為管殼式換熱器,由于熱介質(zhì)不同、大溫差特性、內(nèi)外壓差高、頻繁且快速啟停等因素,因此其對(duì)蒸汽發(fā)生系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提出了特殊要求。2.5.2、電伴熱系統(tǒng)、電加熱器:保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心電伴熱系統(tǒng)是熔鹽系統(tǒng)必須配置環(huán)節(jié)。熔鹽的凝固點(diǎn)一般在120~240℃,當(dāng)可見在陽(yáng)光不足或系統(tǒng)故障停機(jī)等情況下因散熱損失過(guò)大,可能導(dǎo)致熔鹽流經(jīng)管路發(fā)生局部甚至完全凍堵事故。一旦管內(nèi)熔鹽發(fā)生凝固,在解凍過(guò)程中因熔鹽體積膨脹或者操作不當(dāng)可能導(dǎo)致管道發(fā)生永久塑性變形和彎曲。為了保證光熱電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行,儲(chǔ)罐、管道、閥門、換熱器等熔鹽介質(zhì)流通的設(shè)備都需加裝電伴熱裝置。一般全場(chǎng)熔鹽管道、設(shè)備閥門均會(huì)鋪設(shè)MI電伴熱帶,當(dāng)吸熱器、儲(chǔ)換熱系統(tǒng)中熔鹽溫度低于260℃時(shí),管道電伴熱系統(tǒng)打開對(duì)其進(jìn)行加熱。電伴熱系統(tǒng)對(duì)于整個(gè)電站的重要性卻不容忽視。有光熱項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的電伴熱公司包括:久盛電氣、沈陽(yáng)中色、寧波奧崎、川儀股份、英國(guó)MICC、美國(guó)科模熱思。電加熱器可以實(shí)現(xiàn)電到熱的轉(zhuǎn)換存儲(chǔ),可以應(yīng)用在熔鹽儲(chǔ)能、儲(chǔ)熱方向。普通的塔式光熱系統(tǒng)包括集熱、吸熱、儲(chǔ)熱、換熱、發(fā)電裝置,熔鹽在循環(huán)過(guò)程中從熔鹽熱罐送入蒸汽發(fā)生器后進(jìn)入冷鹽罐。電加熱裝置可以安裝在冷鹽罐和熱鹽罐之間,經(jīng)過(guò)電加熱后將冷鹽罐中熔鹽加熱進(jìn)行轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)。根據(jù)《含有電加熱裝置的光熱機(jī)組運(yùn)行策略研究》測(cè)算,通過(guò)在光熱電站中加裝電加熱裝置,可以有效減少棄電量、增加發(fā)電量。電加熱器極大的擴(kuò)大了熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的適用范疇,通過(guò)電加熱器,熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)可以作為電能向熱能的轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)介質(zhì)。2.5.3、保溫材料:降低儲(chǔ)熱系統(tǒng)熱損耗熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)中設(shè)備大部分均需要做保溫,包括熔鹽罐、管路、換熱器、電加熱器等。如果保溫效率較低,會(huì)影響管路運(yùn)行的安全溫度,管路的堵塞將威脅電站的熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行;另一方面,保溫做不好的話將導(dǎo)致熱量損失,降低系統(tǒng)的運(yùn)行效率,提高了生產(chǎn)成本。光熱發(fā)電系統(tǒng)的地理位置一般在三北地區(qū),溫差大、氣候惡劣,因此對(duì)保溫材料要求更高。2.5.4、公司梳理1、西子潔能西子潔能是國(guó)內(nèi)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的龍頭,具備豐富的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、充足的熔鹽光熱設(shè)備供給產(chǎn)能。在光熱產(chǎn)業(yè)鏈做了核心設(shè)備的全產(chǎn)業(yè)鏈布局,覆蓋的光熱發(fā)電業(yè)務(wù)設(shè)備包括熔鹽吸熱器、熔鹽儲(chǔ)罐、蒸汽發(fā)生器等,除此外公司主業(yè)還包括余熱鍋爐,廣泛應(yīng)用于煉化、冶金、垃圾處理環(huán)節(jié)。西子潔能在光熱領(lǐng)域的研究、研究已超過(guò)了10年。根據(jù)西子潔能2021年11月1日在同花順金融研究平臺(tái)答投資者提問(wèn)中表示,公司能參與部分占到整個(gè)光熱電站投資的15%~20%左右。公司于2021年底發(fā)行了可轉(zhuǎn)債,投入10.3億元募集資金投建年產(chǎn)580臺(tái)光熱太陽(yáng)能吸熱器、換熱器及導(dǎo)熱油換熱器、鍋爐項(xiàng)目。公司通過(guò)示范項(xiàng)目建設(shè),進(jìn)一步積累了熔鹽儲(chǔ)能在光熱和火電靈活改造、高溫熔鹽改造等應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn),具備一定的先發(fā)優(yōu)勢(shì)。公司通
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