熔盐储能技术与市场趋势分析

在“双碳”目标的背景下，储能行业迎来了更广阔的发展空间。抽水蓄能、电化学储能、熔盐储能等技术可以帮助解决传统工业能源利用效率低和太阳能、风能不稳定等问题。这些技术可以更好地满足能源供给与需求在时间、空间和强度上的不匹配问题。

2022年3月，国家发改委、国家能源局印发了《“十四五”新型储能发展实施方案》，方案提出到2025年新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段，具备大规模商业化应用条件。

截至2022年底，已有23省明确储能配置比例，“新能源+储能”开发建设模式初显成效，其中熔盐储能技术未来将是火电调峰主要技术路线之一。本文将从熔盐储能技术的概念、价值、应用场景等方面介绍其发展现状与趋势，从而为产业链相关企业提供决策参考。

01.熔盐储能技术概念与特点

熔盐是指熔融态下的液体盐，工程中使用的通常是二元硝酸盐、 氯化物盐等无机盐熔融体。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。熔盐储能是一种利用熔盐的储热能力，将太阳能光热、地热、工业余热、低品位废热、谷电等以热能的形式储藏起来，在需要时再将热能转化为电能或供热、供蒸汽等用途的技术。

熔盐储能的价值主要体现在三个方面：提高可再生能源的利用率和稳定性，解决风光火等多种能源之间的协调问题;实现电网削峰填谷、系统调频、负荷平滑等功能，提高电网安全性和经济性;为工业、农业、建筑等领域提供清洁、高效、灵活的供热、供蒸汽解决方案，降低碳排放和成本。

熔盐储能作为长时储能方式，具备以下特点：储能规模较大，熔盐储能的规模通常在几十兆瓦到几百兆瓦之间，属于大容量存储。储能时间长，熔盐储能的存储时间可达到10小时以上。初始投资成本较高，熔盐储能的投资成本约500万/MWh，与抽水蓄能、压缩空气储能的初始投资成本相近，相比电化学储能，初始投资成本较高。能量转换效率较低，熔盐储能的效率普遍低于60%，相较电化学与机械储能方式，转化效率比较低。

与目前主流的锂电储能技术相比，熔盐储能具有寿命高、规模化成本低、安全性高等优势，在未来多种储能并存的情境下，熔盐储能或将占据重要位置。

02.熔盐储能市场及重点应用

熔盐储能是全球第三大储能模式，目前市场处于上升趋势。截至2022年底，全球累计装机容量为6.1GW，约占储能装机总容量的1.6%。西班牙、美国和中国是熔盐储能市场的三大主要国家。西班牙和美国已经达到了一定的市场规模，中国市场也已出现明显的增长势头。2022年中国熔盐储能装机容量为0.52GW，远期预计到2030年，国内熔盐储能装机容量将超过16GW，总投资超过2000亿元。

熔盐储能的应用场景包括光热发电、火电灵活性改造、电网削峰填谷、谷电制热、余热回收、弃电储能等。其中光热发电和火电机组灵活性改造是需要重点关注的应用领域。

光热发电应用

光热发电是将太阳能转化为热能，通过热功转换过程发电的系统。熔盐塔式光热发电系统可分为聚光、吸热、储换热和发电四大系统，其运行原理基本是借助定日镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，然后利用太阳能循环加热储能介质，并依靠储能介质的显热与水进行热交换产生蒸汽，从而驱动汽轮机发电。主要设备部件包括定日镜、吸热塔、吸热器、熔盐储罐、蒸汽发生器和汽轮发电机组。

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。

由于综合成本较高，光热发电在我国整体还处于发展初期。截至 2022年底，我国并网发电太阳能热发电示范项目共9个，累计装机容量588MW， 在全球光热发电累计装机容量中占比8.3%。自2023年开始，随着技术逐步成熟及扶持政策加持，光热发电行业招投标加速，整个市场将步入千亿级规模阶段。预计2024年底前投产的光热发电项目29个，总装机容量约3300MW,主要集中在新疆、青海、甘肃、吉林等光能资源富裕地区。

从技术趋势看，储热是太阳能热发电连续性的一个重要因素，储热问题涉及材料和热学的耦合，其中800℃以上固体储热和熔融盐储热是今后应对混合型电站较有前景的储热材料，因此需要对高可靠性储热材料和系统以及具有固有安全性的熔融盐吸热储热系统设计方法等进行研究。

火电机组灵活性改造

火电机组灵活性改造的目标是增加调峰深度、实现快速启停、加快爬坡能力，其中重点是提高机组的深度调峰能力，从而实现节能降碳。受限于锅炉调峰深度有限、机组经济性和安全性不足的问题，频繁、大幅度地调节会降低火电机组使用寿命，并导致收益较低。熔盐储能可利用机组锅炉蒸汽，增强火电深度调峰能力。同时，储热技术可使火电机组直接参与供热，增加火电利用效率。

火电灵活改造配置熔盐储热系统优势体现在综合效率高，大幅增加火电厂深度调峰能力，储热时间长，储热参数高，使用寿命长等方面。同时改造后的火电机组可以更好的适应电力市场改革，获取更多辅助服务收益。电力现货市场交易进程加快后，带有熔盐储能的火电机组可以大规模储热，存储谷电，在电价高的时候释放热量获取高收益。同时大容量熔盐储能可以拓展火电灵活机组的供热场景，创造额外供热、供蒸汽收益。

熔盐储能应用于火电改造目前仍处于早期示范阶段。2022年12月15日，江苏国信靖江电厂熔盐储能调峰供热项目正式投运，是中国首个真正意义上采用熔盐储热技术的大规模火电调峰/调频/供热项目。该项目具有完全自主知识产权，核心设备全部国产化，是目前全球首个实现煤电耦合熔盐储热的成功范例。

该项目包括2×660MW机组熔盐储能调峰供热项目，设计配套储热量75MWh，采购用于储热的无机盐1260吨，EPC总承包价格约4188万元，其中无机盐604万元，储罐设备186万元，分别占比14%和4%。经测算，该工程投运后每年可增加新能源消纳电量3亿千瓦时，保障近2万户居民和企业使用可再生的绿色电力，每年减少10万吨燃煤和24万吨二氧化碳排放，实现经济、社会和生态效益多赢。

在政策驱动下，煤电机组灵活性改造进程将显著加快，而熔盐储能作为火电灵活性改造的配套方案，有望迎来发展机遇期。国家发改委、国家能源局于2021年11月发布的《全国煤电机组改造升级实施方案》提出，存量煤电机组灵活性改造应改尽改。“十四五”期间完成2亿千瓦，增加系统调节能力3000万-4000万千瓦，实现煤电机组灵活制造规模1.5亿千瓦。预计十四五期间该领域熔盐储能项目市场空间将达到千亿级。

技术趋势方面，控制熔盐的原材料成本将是主要方向。以“多低”特点抑制熔盐储能成本上涨，“低熔点、低成本、更低氯离子”是下一代熔盐储能新材料的核心特点。

化信观点

熔盐储能产业链包括上游的资源及原材料，中游的设备与系统集成，下游的系统安装与使用。熔盐的主要成分为硝酸钠、硝酸钾盐，是较为常见的化学材料，目前国内熔盐供应和化盐服务较为成熟。同时，熔盐储能系统中还需配备熔盐泵、熔盐罐、蒸汽发生器、保温材料、玻璃等关键设备，以防止熔盐冻堵，因此一次性投资规模较大。经过光热发电配储市场培育，熔盐储热产业链发展较为成熟。若市场需求进一步扩大，产业链投资成本有望下降。

从竞争情况来看，整体市场参与企业众多，各个环节竞争格局尚不明朗，新进入机会仍然较高。产业链上游方面，目前国内熔盐供应和化盐服务较为成熟，代表企业包括盐湖股份、河北矿井新能源、新疆硝石钾肥有限公司，金晶科技等。产业链中游关键设备的企业主要有：熔盐罐方面的蓝星北化机、西子洁能、蓝科高新等;熔盐泵方面的兰州兰泵、济南华威等;蒸汽发生器方面的西子洁能、上海电气、金通灵等。产业链下游储能EPC行业的企业主要有包括特变电工、华西能源、中国电建、中国能建等。

总体来说，在能源转型与绿色低碳的大背景下，熔盐储能技术处于市场需求爆发的初期，未来在光热发电、火电改造、园区储能供热等场景中具有较大的应用潜力。短期内产业链企业仍需聚焦原研技术投入，进一步增加品牌知名度，加强与政府、潜在用户的沟通与合作。作为潜在用户企业、大型化工企业可以考虑在自备电厂改造中引入熔盐储能系统，但需要谨慎做好综合成本核算，充分结合可再生能源消纳、发电效率提升、供热供电耦合的需求，在提升能源使用效率同时，做到投资回报比最优。