熔盐电池原理(熔盐储能行业研究：黄金赛道，多应用场景、产业链分析)

Posted 2023-06-02

篇首语：愿你成为自己喜欢的模样，不抱怨，不将就，有自由，有光芒。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了熔盐电池原理(熔盐储能行业研究：黄金赛道，多应用场景、产业链分析)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

熔盐电池原理(熔盐储能行业研究：黄金赛道，多应用场景、产业链分析)

（报告出品方/作者：国海证券，杨阳、罗琨）

1、火电灵活改造、工业蒸汽：熔盐储能更广阔的应用场景

熔盐是一种优良的传热储能介质。本系列报告上篇所述的光热发电系统中，熔盐同时扮演了传热和储能介质。硝酸盐具有工作温度区间广、储能密度高、无需高压运行、黏度低流动性好、寿命长等优良特性，非常适合作为传热、储能介质。目前熔盐储能技术已经广泛应用于太阳能光热发电系统等新能源系统，利用了硝酸盐储能特性将太阳光热能转换为熔盐的内能来存储和发出能量，实现了能量在时空上的迁移，满足可再生能源的电网调峰需求。除了光热领域外，熔盐储能在熔盐储能供暖、供蒸汽、火电机组灵活改造领域有竞争优势。本节将重点介绍熔盐储能在火电灵活改造、工业蒸汽领域的应用。

1.1、火电灵活性改造：熔盐储能相比常规路径具备优势

1.1.1、常规火电机组改造路径：有一定局限性

火电机组灵活性改造方案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。常规火电机组的路径包括锅炉侧系统改造方案和汽机侧“热电解耦”方案。锅炉侧改造方案一般是围绕解决低负荷工况下，锅炉不能稳定燃烧以及脱硝不能正常运行的问题；汽机侧改造方案则是针对热电联产机组，在供热季采用解耦或者削弱“以热定电”的运行方式，满足机组供热要求的同时减少发电出力。但常规灵活性改造也存在一些问题，例如低负荷运转下主机效率降低、影响机组设备寿命、燃料系统控制的问题，而且热电联产机组改造方案只适用于采暖期，有一定局限性。

1.1.2、改造原理：在“锅炉-汽机”之间嵌入高温熔盐储热系统

加入高温熔盐储能系统，是火电机组灵活性改造的一种新型技术路线。火电锅炉的低负荷运行是灵活运行的最大瓶颈，因此设置储热系统可以将锅炉产生的高温蒸汽存储起来，削弱原本刚性的“炉机耦合”。火电机组锅炉出口蒸汽温度在 540~560℃，与高温熔盐储热技术很好的匹配了温度参数，非常适合火电机组储热。火电常规机组的灵活性改造原理是，在火电机组“锅炉-汽机”热力系统中嵌入一套外置的高温熔盐储热系统。当火电机组向下调节出力时，启动储热模块，锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对熔盐进行放热，低温罐中冷熔盐升温后存储在储热罐中。当火电机组需要出力时，高温熔盐罐中的高温熔盐通过放热功率模块进行放热，产生的蒸汽回到汽轮机做工发电，释放热量后的熔盐再次回到低温罐中存储。

火电灵活改造配置熔盐储热系统优势：1、理论综合效率高：根据李峻 2021 年《基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析》中的估算，火电熔盐储能系统理论综合效率为 76.2%，接近抽水蓄能机组，能源利用效率高于热电联产机组、电锅炉调峰供热方案。2、大幅度增加火电厂深度调峰能力：汽机可以在 5%额定负荷下运行，如果加入电加热模块，可以实现机组零功率上网。3、储热时间长：灵活设置储热罐容量即可，可以实现单日 10h 以上储热能力，可以通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长。4、储热参数高：熔盐储热温度可以达到 500℃以上，蒸汽温度可以达到亚临界参数。5、使用寿命长、综合效率高：使用寿命长达 30 年，平准化发电成本低。熔盐储热的火电灵活改造技术与现有的改造方案相比，具有能耗低、机组运行节能可靠等优点。通过熔盐放热，可以拓宽机组负荷的调峰范围，提高机组运行的灵活性。

1.1.3、高温熔盐储热技术的经济性测算

高温熔盐储热技术在火电机组有很强的适应性。第一，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。随着各地电力辅助服务市场政策加快出台，采用高温熔盐储热技术改造的火电机组灵活性高、调节速度快，可以适应深度调峰、启停调峰、旋转备用交易等辅助服务。第二，电力现货市场交易加快后，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。第三，大容量熔盐储能可以实现供蒸汽、供热。未改造的热电联产火电机组仍然是热电耦合状态，具有季节使用局限性。高温熔盐储热技术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。第四，高温熔盐储热技术可以参加退役火电机组延寿改造。拆除机组煤炭、锅炉系统后，可以保留汽轮机组，利用熔盐储能吸收新机组热量或消纳谷电，通过放热驱动汽轮机发电，增加整体电站的尖峰发电出力能力。

1.2、工业蒸汽：熔盐储热实现谷电存热，保障供热供汽

与火电灵活改造类似，利用熔盐优良的储能特性，熔盐储能还可以用于谷电加热（利用谷电将低温熔盐加热后存储至高温熔盐罐，在白天用热用汽时段，利用高温熔盐供暖供热）、余热回收（通过熔盐储热系统将钢铁生产的余热回收利用，用于供暖供热、发电等）。

熔盐储能可在低谷时段消纳富余电能，尖、高峰时段对外供热、供蒸汽。新型熔盐蓄热供热技术通过利用晚间谷电加热熔盐储能，加热后的高温熔盐储存到储罐中，白天放热，通过循环泵将高温熔盐抽出与换热器给水换热，实现供热需求。利用该技术可以 24 小时为用户供热，有效转移了富余的低谷电力，提高了电网稳定性和电能的使用率，也增加了供热安全保障和品质。和其他技术比，熔盐储热的储能密度、占地面积、使用寿命来具有优势。既适合北方高密集城市地区对热水、蒸汽供应系统进行绿色改造，也适合工业地区工业蒸汽的生产应用。

我们梳理了目前国内已经投入运行的熔盐储热改造项目的情况，以北京两个供热中心改造项目为例，在天然气价格上涨的背景下，利用谷电进行供热均能实现比较好的经济性。

1、北京热力集团花家地供热中心熔盐储热改造项目

根据《熔盐蓄热供热技术研究与示范项目》（2021 年）中引用案例——北京热力集团花家地供热服务中心，原本配置 9 台 14MW 燃气锅炉，非供暖季只启用一台燃气锅炉，每天启停也造成能耗大、经济性差的问题。因此公司投资 669 万元（设备投资、不含税）建设了一套加热功率 2.1MW 的新型熔盐储热装置，该示范项目满足了非冬季与燃气锅炉厂房联合，并在冬季可以进行应急供热的需求。根据 2019 年数据实测，系统能量转换的效率达到 96.3%，通过熔盐加热生产的热水电费成本 2.75 万元，折合热水共计 2512 吨，折算热水单吨电费成本 10.9 元，2019 年的热水供应价格为 35 元每吨，收益较好。

2、北京热力供应中心北京西站蒸汽供应熔盐储热改造项目

根据《熔盐储能供蒸汽技术的应用前景分析》(2022 年)中引用案例——北京一燃气热力供热中心为北京西站供应蒸汽负荷项目为例，该项目采取了利用熔盐储代替燃气锅炉进行替代。该项目利用低谷电时间段，将低价格电能转换为热能存储，白天时使用熔盐储能系统对外供应蒸汽。该项目获得了张家口及赤峰绿电进京指标；采用低谷绿电作为热源，补贴后谷电价格为 0.15 元/kWh。根据该电价进行核算，折算后的蒸汽运行成本为 105元/t，作为新能源储能消纳供蒸汽示范项目，该运行成本仅为燃气运行成本（北京燃气价格 2.6 元/m3，蒸汽成本为 208 元/t）的 50%左右，大大节省了运行费用。

3、西子洁能绍兴柯桥熔盐发电、储热供汽项目

根据西子洁能技术专家刘可亮在《利用绿电熔盐储能，助力零碳产业园的实践》（2022 年）主题演讲中介绍的案例，西子洁能承接的绍兴绿电熔盐储能项目进展迅速，零碳园区的商业模式开始推广。西子洁能正在打造首个绿色零碳产业园项目。该绿电熔盐储能示范项目位于浙江绍兴滨海工业园区（柯桥），园区内以纺织印染行业为主。纺织印染行业是浙江的高能耗产业之一，低碳转型压力较大。根据浙江省发展改革委《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（征求意见稿）》提出：“不将绿色电力消费计入碳排放量核算，探索绿色电力消费抵扣一定比例能耗”。高能耗企业有动力在节能降碳找寻新的路径。绍兴绿电项目储能时长达 10 小时，利用熔盐储能满足园区的用热及用电需求。

项目的主要参数包括，熔盐的使用量约 7500 吨，使用的是光热领域应用最多的二元熔盐。蒸汽参数 3MPa，257℃；负责把电转化成热的电加热功率比较大，约 150MW。在背压的运行工况下，机组发电能力是 8MW；如果是纯凝，后面低压发电能力是 17MW，加起来机组的顶峰能力为 25MW；年运行小时数是 8400 小时。采用背压发电供热系统+纯凝顶峰系统，当电网有顶峰需求响应时，背压机出口蒸汽停止对外供热，转而进入纯凝机进行全纯凝运行，实现对电网的需求响应服务。

2、整体产业链的分析

2.1、产业链涉及公司

光热发电各个环节的核心部件包括：聚光系统包含反射镜、定日镜支架、跟踪驱动装置；集热系统包含吸热器；储热系统包含熔融盐、熔盐储罐、熔盐泵、熔盐阀、电伴热/加热器、保温材料等；发电系统包括换热器、蒸汽发生器、汽轮机。随着光热储能的规模增大及储能时间延长，定日镜（聚光）/熔融盐（储热）的用量会相应增加。

2.2、光热建设集成商：项目经验构筑竞争优势

2.2.1、首航高科：光热发电全产业链布局

首航高科是目前国内领先的、布局完整产业链的光热发电集成、设计、制造商。首航高科具备完整的光热系统设计、生产、工程经验，包括了塔式、槽式、碟式技术。业务覆盖了光热发电核心环节：聚光系统、吸热器系统、换热系统、聚光场跟踪系统、空冷系统等。首航高科敦煌 100MW 熔盐塔式电站是国家首批光热发电示范项目之一。公司在 2016 年进行了定增募集资金共计 46 亿元，其中 30.4 亿元投入首航敦煌 100MW 光热项目，其中设备投资 20.5 亿元。首航敦煌 100MW 光热电站电量产能有一个爬坡过程。2019-2021 年，公司所运营的光热电站年发合计电量为 8633 万度、1.29 亿度、1.94 亿度。2022 年 6 月份的发电总量 3379 万度，创历史新高，比去年同期增长 91.2%，单次连续不间断的发电时间 262 小时。二季度的总发电量 8550 万度，随着系统越来越成熟，发电量还有继续提升空间。

第一，该项目由首航高科公司完全自主设计、投资和建设，拥有自主知识产权，设备国产化率高。依托于投资建设的 10MW、100MW 的塔式熔盐光热发电项目，公司积累了开发和建设经验，验证了自身光热产品的可靠性、性能，为之后的核心零部件环节的技术迭代打下基础。

第二，定日镜系统技术和生产线较为领先。首航高科敦煌 100MW 项目采用的是大型定日镜，采取的 5*7 面、总面积 115.7 平米。敦煌 100MW 项目作为二期项目，公司对一期 10MW 的定日镜系统进行了技术迭代，对定日镜的背板形式、减速机的大小做了优化设计，二期项目定日镜减速机体积减小很多。同时，针对吸热器、子镜、跟踪系统等关键装备或部件的加工制造，首航高科也进行了大量的研发和优化工作。

首航整个定日镜生产环节，采取的先进的流水线，高精度、全自动化定日镜组装、检验一体化生产线。对于核心部件-传动装置，为确保其交货期和控制精度，首航已经购置了大量的高精度加工中心进行自主生产。

第三，吸热系统的钢管材料是跟宝钢进行联合开发。吸热塔的核心材料是吸热管道，宝钢特钢与首航节能合作开发的 SHBG-2 和 UNSN06230 镍基合金板管将应用于首航节能 100 兆瓦塔式熔盐项目中。敦煌二期的吸热器设计的平均能流密度是 750kW/m²，局部能流密度 1.2MW/m²，采用耐高温、抗腐蚀的材料，管子表面覆盖特殊吸热涂层，涂层吸收率大概是 95%左右。首航高科的“100MW 熔盐塔式光热电站吸热器”进入国家能源局的《2021 年度能源领域首台（套）重大技术装备项目名单（公示稿）》。

2.2.2、可胜技术：光热全产业链布局，自有电站发电爬坡速度快

浙江可胜技术股份有限公司（后文简称“可胜技术”）同样布局了光热熔盐储能核心业务。浙江可胜技术股份有限公司原名浙江中控太阳能技术有限公司，成立于 2010 年，是全球领先的熔盐储能光热发电解决方案提供商，专注于塔式光热发电与熔盐储能的技术研究、装备研制与工程化应用，深度聚焦光热发电及多能互补发电业务，并积极布局以熔盐储能为核心的综合能源应用领域。公司目前覆盖的业务包括聚光、集热、储热到发电全流程塔式光热发电核心技术，建立起全产业链，实现了装备的产业化、国产化。可胜技术开发了一套高温熔盐储能解决方案，并已经实现熔盐储能产品的规模化生产。可胜技术创始人、实控人为金建祥，为现任浙江大学控制科学与工程学系正高级工程师，浙江大学信息学院先进控制研究所副所长、中控技术副董事长。上市公司西子洁能目前是可胜技术第二大股东，占比 11.06%；2022 年 12 月 5 日公司公告拟转让可胜技术 3%股权，转让后公司将持有可胜技术 8.06%的股权。

青海中控德令哈 50MW 光热发电项目是我国首批光热发电示范项目之一，投产后发电能力爬坡较好。青海中控德令哈 50MW 光热发电站于 2018 年 12 月 30 日并网发电。随后逐步解决了冷盐泵震动、电伴热故障率高、吸热屏堵管、汽轮机组热应力故障而返厂整修等问题。2021 年 9 月-2022 年 2 月，半年实际发电量达到 9245.6 万千瓦时，平均发电量达成率达 101.12%，产能爬坡较好。电站采用可胜技术自主研发并完全拥有知识产权的光热发电核心技术，95%以上的设备实现了国产化。

可胜技术的核心技术包括太阳岛优化设计、高精度智能定日镜设计与批量制造、大规模镜场集群控制与智能化校准技术、吸热器抗热冲击与热疲劳设计与制造技术、大型熔盐罐设计技术等。公司自主研发的智能定日镜、大规模镜场集群控制技术和高温熔盐储换热技术等已达到国际先进水平，参与国际 IEC 首个塔式太阳能热发电相关标准“General requirements for the design of solar tower plants” 以及国家标准《塔式太阳能光热电站设计规范》的编制。

2.2.3、东方电气：旗下东方锅炉、东方汽轮机覆盖聚光、蒸汽发生器、汽轮机

东方锅炉是东方电气控股子公司，持股比例为 96.8%（2022 年中报披露）。东方锅炉作为一家大型电力装备研发制造服务型企业，可年产 2500 万千瓦动力装备，可研发制造燃油、燃气、燃生物质、燃垃圾、余热利用的各种容量、各种参数的产品，可以为化工、造纸、钢铁等行业提供先进的装备和一流的服务。东方锅炉在光热领域布局了聚光系统、吸热器系统、熔盐储热系统、蒸汽发生器系统。东方锅炉参与了国内多个科研性、国家首批示范项目的技术研发和设备供货，为中电哈密 50MW 熔盐塔式、兰州大成 50MW 熔盐线性菲涅耳式、玉门鑫能 50MW 熔盐二次反射塔式等光热发电项目提供过镜场、吸热器、储换热系统设备等高质量的关键核心设备，积累了丰富的技术研发经验、设备制造经验和项目执行经验。东方汽轮机技术先进、积累深厚。东方汽轮机 2014 年开始光热汽轮机研发，通过将企业在工业汽轮机领域扎实的实践经验和近期尖端科研成果相结合，研制出了具有高经济性、高可靠性、高灵活性的光热汽轮机。经过不断的技术创新和积累，以先进的技术优势先后获得青海德令哈 50MW 槽式光热项目、新疆哈密 50MW 塔式光热项目等光热汽轮机订单，在国内光热发电汽轮机市场中位居前列。

2.3、聚光集热系统：价值量占比最大的环节

定日镜是塔式太阳能光热发电站最基本的光学单元体。定日镜由反射镜、支架、跟踪装置组成。定日镜是一种可以双轴自动跟踪太阳的聚焦型反射镜，由控制系统根据太阳的方位进行方位和角度的控制，以接受太阳辐射并以机械驱动方式使太阳辐射恒定地朝一个方向反射，进入位于吸热塔顶部的吸热器表面，并能自动翻转或者收拢。光热发电系统中聚光集热系统由定日镜场和吸热器构成，约占整个塔式电站投资成本的 40-45%。根据可胜技术公司的数据，12 小时储热 100MW 的塔式熔盐电站投资规模在 25-30 亿元之间，塔式熔盐电站的投资主要集中在聚光集热系统（51.4%）。从我们统计来看，目前光热项目主要以 8 小时储热时长为主；且根据最新招标数据 100MW 投资成本约为 16.5~18.9 亿元，较之前可胜技术项目成本下降幅度较大。聚光系统作为投资成本占比最高的系统，单项目定日镜用量在数万台以上，具备较强的规模性，成本下降空间较大，我们假设聚光系统投资占比降低到 40~45%。

2.3.1、反射镜（超白玻璃）：行业光热超白玻璃产能充足

塔式光热电站中，由于定日镜离吸热塔顶部距离较远，为了使得定日镜经过反射后不至于过大散焦、造成能量损失，目前国内外采用的定日镜大多数是镜面具有微小弧度（16’）的凹面镜。目前国内外已经建成的塔式电站均采用表面镀银的玻璃反射镜，玻璃反射镜具有抗变形能力强，质量轻，易清洁，以及反射率高等优点。采用镀银的反射镜方法是因为银的太阳吸收能力低，定日镜反射率可以高达 97%。

光热玻璃需要较高强度保持结构精度、需要较强抗风沙能力保持耐久度，细分行业壁垒较高。根据日本 AGC 艾杰旭（原称“旭硝子”）产品说明，其生产的太阳能低铁超白玻璃具有以下优点：第一，极高的太阳光透过率。更高的太阳光全谱透过率可以显著提高镜面反射率，以国内 50MW 槽式光热电站为例，反射率提高 1-1.5%在 25 年生命周期中可以增加 7200 万元额外收益、可以减少镜场采光面积 10550 平方米，降低初始投资成本；第二，易加工以获得平滑的光学表面。易弯曲、强化的玻璃产品可以保持制镜后平滑的光学表面，为高反射精度提供保障，达到优异的聚焦偏差性能指标；第三，极好的耐久性、抗风化能力强。AGC 产品所配套的光热电站大多在大温差、多风沙、多雨雪等恶劣的气候环境，经过验证透过率衰减极小；第四，极低的自爆率，通过原料控制降低硫化镍等其他杂质，使得自爆率显著降低。

2.3.2、驱动装置、支架：决定定日镜系统稳定性、耐久性

定日镜系统的核心机械部件是驱动装置、支架。定日镜是塔式光热发电的核心装备，需求数量庞大。根据项目所在地光热资源、反射镜总面积、单定日镜面积不同，同输出功率的光热项目的驱动装置需求量变化范围较大，例如 2.2 节中介绍的案例：中控德令哈 50MW 项目定日镜 2.7 万台（20m2 定日镜面积）、首航敦煌 100MW 项目定日镜 1.2 万台（115.7m2 定日镜面积），两者数量的差异源于单定日镜的面积大小。此外，定日镜支架、驱动装置必须能适应厂址所在地的环境气象条件，表面需要做防腐蚀处理满足 25 年工作需求；支架结构设计需要满足支撑定日镜稳定运行风载荷和最大风载荷的取值。定日镜在工作时，当遇到较大的环境风速时，风的力作用在定日镜上时可能阻碍定日镜的正常转动，从而影响定日镜的跟踪精度、工作效率。

2.3.3、吸热器：核心零部件是吸热管道

吸热器的上游管道材料壁垒较高。吸热器是塔式光热发电实现太阳能转换为熔盐热能的核心设备，而且塔式吸热管是受光面单侧辐射换热，换热面积不及管周的一半，受光侧和背光侧壁温差可高达数百度。同时，吸热系统为日启运行模式，对吸热管承受温差应力、热膨胀应力和低周疲劳等方面能力提出更高要求。吸热器安装在数百米高塔上，因此在设计中要尽量减小吸热器重量和尺寸，以节约项目材料和安装成本。故吸热管的设计热流密度远比常规锅炉大，管壁也更薄。再考虑到熔盐的腐蚀特性，所以吸热管普遍采用的是进口镍基合金材料。进口镍基合金材料定货周期较长，是影响项目进度的关键因素之一。

久立特材布局光热项目经验丰富。其生产的 321（06Cr18Ni11Ti）和 347 （06Cr18Ni11Nb）两种集热管常用不锈钢管材，配合光热涂层既能最大程度的吸收太阳热能，又能防止热能散失，还可以在高温下长期持续工作，可以安全地应用于含 Cl-等卤素离子环境。其推荐使用温度 650 度，完全满足光热项目中熔盐介质使用的环境要求。久立特材也研发推出了 625 合金，具备优异的抗疲劳、抗氧化、抗腐蚀性、耐高温等综合性能。管道供应商一般是作为吸热器生产商、集热系统集成商的上游，目前已被常州龙腾、汇银集团、北京天瑞星、兰州大成、有色院等知名集热管厂商采用，成功应用于国内多个光热项目，包括迪拜、敦煌、南通、浙工大等多个光热项目。

宝钢特钢在光热领域占有一席，与首航高科联合研制了 SHBG、N06230 等产品已经得到项目应用验证。宝钢特钢在光热发电领域主要产品有两类：1、熔盐塔式光热发电聚热系统用镍基合金 SHBG-2（与首航高科共同开发）、UNSN06230 和 UNSN06625 板管材料；2、熔盐塔式光热发电储热系统用耐热不锈钢 TP347H 板、管材料。已经供应的光热项目包括：首航高科 10 兆瓦塔式熔盐项目（宝钢特钢与首航高科合作开发的 SHBG-2 镍基合金板管和 TP347H 板材应用于首航高科 10 兆瓦塔式熔盐项目）、深圳爱能森宿迁 200kW 熔盐塔式项目、首航高科 100 兆瓦塔式熔盐项目、中广核德令哈 50MW 光热发电项目、西北院中电工程哈密 50MW 塔式光热项目。西子洁能过去 10 年积累了丰富的光热项目建设、供货经验，业务覆盖熔盐吸热器系统设计制造、熔盐储热罐设计制造、蒸汽发生器系统等。公司参股了可胜技术，2021 年签署“塔式储能光热发电项目熔盐吸热器、熔盐换热器战略合作框架协议”，旨在以光热+储能为基础的储能技术，并向其他形式的储能技术延伸。公司布局了熔盐储能核心设备环节业务。公司于 2021 年底发行了可转债，投入 10.3亿元募集资金建设年产580台光热太阳能吸热器、换热器及导热油换热器、锅炉项目。

2.4、熔盐：4.5GW 光热发电项目对熔盐需求测算为 116 万吨

“4.5GW 光热发电项目”指：截止 2022 年 12 月 31 日，国内存量的规划、签约、招标、在建光热发电项目。摘要、前后文中“4.5GW 光热发电项目”均为此含义。

1、熔盐的使用量与技术路径、储热时长、发电装机容量相关。与储热时长、发电装机量相关：根据热容量公式，比热容和温度变化的情况下，熔盐质量与其存储的热量成正比（存储热量 = 比热容 × ∆温度 × 质量）；转换效率、额定功率一定的情况下，存储热量与发电量成正比，与储热时长成正比（额定功率 × 储热发电时长 = 发电量 = 存储热量 × 转换效率系数）；

2、根42 个项目（经统计的 2022 年国内签约、招标、建设的光热发电项目）中已经公布技术路线的项目有 25 个，其中塔式、线菲、槽式总容量分别占比 90.8%/7.4%/1.8%。根据已有历史数据，线性假设剩余未公布技术路线的光热电站技术路径约的容量中 90%为塔式、7.5%线菲、2.5%为槽式。

3、储热时长为 8h 的占比 60%。已经公布储热时长的 22 个项目中，低于 8h 储热时长的项目只有 1 个，平均储热时长为 9.4h。因此假设剩余未公布储热时长的项目平均储热时长为 9h。已公布技术路径、装机容量，未公布储热时长的项目，保守假设为 8h 储热时长（塔式熔盐）、10h 储热时长（线性菲涅尔式熔盐）。不考虑其他熔盐储热项目、火电高温熔盐改造、工业蒸汽需求的情况下，仅考虑光热发电带来的熔盐增量需求为 116 万吨，市场规模 56 亿元左右。根据我们测算，2022 年现有国内规划/在建配套光热储能的“光伏+光热”项目带来的熔盐需求增量在 116 万吨左右，其中硝酸钠 69 万吨、硝酸钾 46 万吨，分别按照 5000 元/t、6000 元/t 计算，对应的市场增量规模为 34.7 亿元、27.6 亿元。若考虑其他熔盐储热项目，熔盐增量需求将进一步增加。

2.4.1、硝酸钾：国内工业级硝酸钾名义产能 114 万吨/年， 4.5GW 光热发电项目对应的硝酸钾新增需求为 46 万吨，硝酸钾供需处于紧平衡状态

硝酸钾供给端：截止 2021 年，全球硝酸钾产能为 400 多万吨，国内硝酸钾的名义年产能力达到 200 万吨，占比接近 50%。国内有硝酸钾生产企业 50 多家，其中青海盐湖硝酸盐业有限公司、浙江联大化工股份有限公司是我国主要的大型硝酸钾生产企业。硝酸钾需求端：根据青海湖工业销售部门调研情况（《我国硝酸钾产业发展现状与展望》熊增华），截止 2021 年国内及外贸出口硝酸钾总需求约 65~70 万吨/年，从总体产能看，硝酸钾开工率不足。下游 20%应用于烟草种植、26%应用于农业市场、35%应用于传统工业及黑火药领域。

价格：2021 年上半年以前，国内由于长期的硝酸钾供大于求，硝酸钾价格疲软； 2021 年 6 月后由于国内需求受到农业景气周期影响，硝酸钾货源紧张价格从 4000 上涨到 6000 元/t，2022 年初以来由于俄乌冲突，氯化钾成本攀升，硝酸钾价格进一步上行。

硝酸钾主要有三条生产路径，均需要氯化钾作为原材料。其中硝酸铵-氯化钾复分解法具备操作简单、基本无污染、工艺设备简单、副产物可回收的优势，是国内大部分厂商采取的技术，但该技术产出品纯度和外观稍差。硝酸钠-氯化钾转换法缺点是原材料需要硝酸钠，成本较高，国内新疆硝石钾肥有限公司使用的这条路径，其产品已经在光热项目投运成功。硝酸铵-氯化钾离子交换法利用阳离子交换树脂，实现钾盐分离，缺点是工艺成本较高，国内青海盐湖硝酸盐有限公司采取这条路径。

熔盐储热对硝酸盐纯度要求达到工业级纯度。在熔盐所选用的单晶盐中，若杂质离子（如氯离子、硫酸根离子、铵根离子、碳酸根离子等）含量不能严格把关，将会导致最终的产品性能大打折扣，从而影响储换热效率，严重时可能腐蚀设备管道造成熔盐泄露事故，或者堵塞管道导致电站瘫痪。

2.4.2、硝酸钠：国内硝酸钠实际可用产能 120 万吨/年，4.5GW 光热发电项目对应的硝酸钠新增需求为 69 万吨，硝酸钠供需处于紧平衡状态

硝酸钠供给端：是一种无机化合物，化学式为 NaNO3，为吸湿性无色透明三角系晶体。加热至 380℃时分解。用于制硝酸、亚硝酸钠，作玻璃、火柴、搪瓷或陶瓷工业中的配料，肥料，制硫酸工业中的催化剂等。根据百川盈孚，硝酸钠目前国内产能合计 140 万吨。目前在建/拟建光热项目对应的硝酸钠需求约 69 万吨。考虑到青海盐湖的产能处于破产清算、停滞状态，国内硝酸钠实际可用产能约为 120 万吨。2023-2025 年光热熔盐需求的释放，将使得国内硝酸钠供需处于紧平衡状态。光热用硝酸钠的行业龙头是新疆硝石钾肥有限公司（新疆硝石）。新疆硝石已成功为国内总装机超 400MW 的多个光热项目提供了近 11 万吨“库姆塔格”牌优质熔盐级硝酸钠产品（镁、钙离子含量均小于 0.001%），供应量约占国内已建成项目总熔盐硝酸钠使用量的 87%。

2.5、熔盐储换热：4.5GW 光热发电项目对应的储换热环节市场规模为 152~182 亿元

根据可胜技术公司的数据，25-30 亿元投资规模的 100MW/12h 光热发电项目中熔盐储热模块价值量占比 15.75%，蒸汽换热器价值量占比 2.1%，合计占比 18% 左右。即熔盐储热系统投资（包括设备、熔盐、建安费用）规模在 4.5~5.4 亿元之间。考虑到 2022 年以来项目大部分储热时长为 8-9h，熔盐用量少于 12h 项目，故假设 100MW/9h 项目的熔盐储热系统（设备、熔盐、建安）投资规模与储热时长存在线性变化关系，即 100MW/9h 的熔盐储热、换热系统投资规模是 100MW/12h 的 75%，即 3.4~4.1 亿元，4.5GW 光热发电项目的熔盐储热系统市场预计为 152~182 亿元。

2.5.1、熔盐储换热系统：100MW 光热系统中储热罐价值量 8000 万元、换热器价值量 6000 万元

熔盐储热系统的关键设备包括高低温熔盐储热罐、熔融盐泵组、蒸汽发生器。低温熔盐储罐（冷罐）、高温熔盐储罐（热罐）、吸热器熔盐循环泵（冷泵）、蒸汽发生器熔盐循环泵（热泵）。其中冷泵位于冷罐中，将低温熔盐泵入吸热器，吸收太阳热能后，反回热罐。热泵位于热泵中，将高温熔盐泵入蒸汽发生系统产生过热蒸汽。

熔盐储罐是光热电站高效、稳定运行最重要的设备之一。定日镜将太阳能反射到集热器，低温熔盐罐内约 290℃的冷盐通过熔盐泵输送到集热器内进行能量转换，吸收热量到额定温度后存储于高温熔盐罐内。从历史项目来看，热泵是最容易发生故障的设备，其工作温度 560℃，运行过程中有较大的热膨胀效应。如果出现故障，整个光热电站均需要停机维修。位于美国的 119MW 塔式熔盐光热电站，发生热罐熔盐泄露后停工 8 月才恢复发电运行。储热罐系统包括冷、热两个熔盐储热罐以及疏盐罐。国内东方锅炉、西子洁能、蓝科高新、蓝星（北京）化工机械有限公司具有熔盐储换热系统的产品研发生产能力和历史项目经验。根据最新招标信息，2022 年 5 月蓝科高新的子公司蓝滨石化中标中国能建阿克塞 110MW 项目的储热罐 EPC 成套设备，中标金额为 7896 万元。

熔盐储能蒸汽发生器是能量转换的中间环节，相比常规机组换热器有一定差异， 100MW 价值量在 6000 万元左右。换热器即蒸汽发生器，光热电站后端需要通过蒸汽发生器将热源（高温熔盐）与水换热生成蒸汽以推动汽轮机发电。常规电站的蒸汽发生设备相比，光热电站的蒸汽发生器主要设备为管壳式换热器，由于热介质不同、大温差特性、内外压差高、频繁且快速启停等因素，因此其对蒸汽发生系统的设计提出了特殊要求。

2.5.2、电伴热系统、电加热器：保障系统稳定运行的核心

电伴热系统是熔盐系统必须配置环节。熔盐的凝固点一般在 120~240℃，当可见在阳光不足或系统故障停机等情况下因散热损失过大，可能导致熔盐流经管路发生局部甚至完全冻堵事故。一旦管内熔盐发生凝固，在解冻过程中因熔盐体积膨胀或者操作不当可能导致管道发生永久塑性变形和弯曲。为了保证光热电站的安全稳定运行，储罐、管道、阀门、换热器等熔盐介质流通的设备都需加装电伴热装置。一般全场熔盐管道、设备阀门均会铺设 MI 电伴热带，当吸热器、储换热系统中熔盐温度低于 260℃时，管道电伴热系统打开对其进行加热。电伴热系统对于整个电站的重要性却不容忽视。有光热项目经验的电伴热公司包括：久盛电气、沈阳中色、宁波奥崎、川仪股份、英国 MICC、美国科模热思。

电加热器可以实现电到热的转换存储，可以应用在熔盐储能、储热方向。普通的塔式光热系统包括集热、吸热、储热、换热、发电装置，熔盐在循环过程中从熔盐热罐送入蒸汽发生器后进入冷盐罐。电加热装置可以安装在冷盐罐和热盐罐之间，经过电加热后将冷盐罐中熔盐加热进行转换和存储。根据《含有电加热装置的光热机组运行策略研究》测算，通过在光热电站中加装电加热装置，可以有效减少弃电量、增加发电量。电加热器极大的扩大了熔盐储热系统的适用范畴，通过电加热器，熔盐储热系统可以作为电能向热能的转换存储介质。

2.5.3、保温材料：降低储热系统热损耗

熔盐储能系统中设备大部分均需要做保温，包括熔盐罐、管路、换热器、电加热器等。如果保温效率较低，会影响管路运行的安全温度，管路的堵塞将威胁电站的熔盐储能系统的稳定运行；另一方面，保温做不好的话将导致热量损失，降低系统的运行效率，提高了生产成本。光热发电系统的地理位置一般在三北地区，温差大、气候恶劣，因此对保温材料要求更高。

2.5.4、公司梳理

1、西子洁能

西子洁能是国内熔盐储热系统的龙头，具备丰富的项目经验、充足的熔盐光热设备供给产能。在光热产业链做了核心设备的全产业链布局，覆盖的光热发电业务设备包括熔盐吸热器、熔盐储罐、蒸汽发生器等，除此外公司主业还包括余热锅炉，广泛应用于炼化、冶金、垃圾处理环节。西子洁能在光热领域的研究、研究已超过了 10 年。根据西子洁能 2021 年 11 月 1 日在同花顺金融研究平台答投资者提问中表示，公司能参与部分占到整个光热电站投资的 15%～20%左右。公司于 2021 年底发行了可转债，投入 10.3 亿元募集资金投建年产 580 台光热太阳能吸热器、换热器及导热油换热器、锅炉项目。公司通过示范项目建设，进一步积累了熔盐储能在光热和火电灵活改造、高温熔盐改造等应用场景应用的经验，具备一定的先发优势。

公司通过太阳能光热发电项目的建设和稳定运营积累了熔盐储能的相关技术，熔盐储热技术作为底层技术，其应用场景可以从太阳能光热发电向其他应用领域延伸。除了光热熔盐的应用外，火电改造、高温蒸汽供给改造也将逐步打开熔盐储能需求。公司 2021 年 11 月公告启动收购赫普能源，进军火电机组灵活性改造行业。赫普能源主要从事新能源消纳、火电机组调峰调频等电力辅助服务，是一家以新能源为主体的新型电力系统专业技术方案及产品的综合服务提供商。公司目前已经成功运行多个其他领域案例，包括：绍兴绿电熔盐储能项目为西子洁能与绍兴绿电能源有限公司签订的 EPC 承包订单，该示范项目金额共计 1.9 亿元，为首期项目，预计发电 3200 万 KWh，蒸汽供应 50t/h，年蒸汽供应量 42 万吨；江苏国信靖江发电熔盐储能调峰项目历经一年建设后，在 2022 年 10 月投入试运行，该项目为全国首个火电机组高温熔盐灵活性改造示范项目，公司提供了蒸汽发生器。

2、东方锅炉

东方锅炉在光热领域布局了聚光系统、吸热器系统、熔盐储热系统、蒸汽发生器系统。如前文 2.2.3 节介绍，东方锅炉参与了国内多个科研性、国家首批示范项目的技术研发和设备供货，为中电哈密 50MW 熔盐塔式、兰州大成 50MW 熔盐线性菲涅耳式、玉门鑫能 50MW 熔盐二次反射塔式等光热发电项目提供过镜场、吸热器、储换热系统设备等高质量的关键核心设备，积累了丰富的技术研发经验、设备制造经验和项目执行经验。

3、蓝科高新

和首航高科合作的首航敦煌 100MW 塔式熔盐项目，完成了我国首个百兆瓦熔盐塔式光热电站熔盐储罐制造、安装；2019 年承揽迪拜 950MW 光热光伏混合发电项目；2022 年 5 月中标阿克塞 110MW 光热发电系统中熔盐储罐的 EPC 工程，中标金额 7896 万元。

4、久盛电气

久盛电气的矿物绝缘加热电缆（MI 加热电缆）用于熔盐伴热系统。公司创始团队深耕细分领域，专注防火类特种电缆，是国内市场上最早研发矿物绝缘电缆等防火类特种电缆的主要力量，现已经成为防火类特种电缆行业的领军企业之一。久盛电气已经为中电建青海共和 50MW 塔式光热发电项目供货。

5、东方电热

公司是国内电加热行业的领军者。公司以电加热技术为核心，积极向新能源领域拓展，核心新能源装备业务包括了新能源汽车电加热器、光伏硅料多晶硅还原炉、冷氢化用电加热器、锂电池钢壳材料。公司 2022 年 5 月发布定增公告，拟由子公司东方瑞吉投资 1.44 亿元建立高还原式气体电阻加热装置、熔盐加热器。公司在熔盐储能领域的研发获得突破，加热器已经受到下游客户厂商的确认，目前准备提升生产能力和技术水平以满足更大的市场需求。2021 年公司中标参与供应了全国首个采取熔盐储热技术的大规模火电调峰/调频/供热项目——江苏国信 2×660MW 电厂机组熔盐储能调峰供热项目的熔盐电加热器和控制系统。

6、鲁阳节能

鲁阳节能是国内防火、保温材料龙头。公司被全球领先的奇耐股份控股，引进先进技术，下游领域不断拓宽。公司目前主要的产品是陶瓷纤维耐火材料，主要应用在下游化工、钢铁企业，在节能减碳需求下业绩具备成长性。公司同样早期布局了使用在熔盐储热系统的储热罐、吸热器、管道等环节的保温材料，实现了为中广核德令哈 50MW 项目供应储罐、管线保温材料，为玉门鑫能 50MW 塔式光热电站供应储罐、吸热器、管线保温材料，还参与了首航高科敦煌 10MW 塔式光热电站项目保温系统的设计与材料供应。

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精选报告来源：【未来智库】。「链接」

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