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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》，全面介紹了(le)熔鹽儲能(neng)技術在光熱發電(dian)、火電(dian)靈活性改造、園區供(gong)熱、余熱利(li)用等(deng)多場(chang)景的運營(ying)邏輯、造價、經濟(ji)模型(xing)并(bing)對未來發展趨(qu)勢(shi)進行(xing)了(le)分析預測。

圖：孫武星

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背景(jing)和概述

在“雙碳(tan)”背景下，我國(guo)的儲(chu)能/儲(chu)熱需(xu)求日益(yi)增長。

孫武星指(zhi)出，熔鹽(yan)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)作為(wei)顯熱(re)(re)(re)儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)，其(qi)核心(xin)優勢在于與蒸汽參數匹(pi)配度(du)高(gao)。因為(wei)它(ta)處于二元鹽(yan)（290-600攝(she)氏度(du)）和三元鹽(yan)（150-450攝(she)氏度(du)）的溫度(du)范圍，恰好(hao)適配超高(gao)溫、高(gao)溫蒸汽參數。他(ta)表示，蒸汽無法直接存儲(chu)(chu)(chu)，而熔鹽(yan)則是理(li)想媒介，且(qie)可通過(guo)擴大熔鹽(yan)罐規(gui)(gui)模(mo)提升儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)規(gui)(gui)模(mo)（規(gui)(gui)模(mo)越大單位成(cheng)本越低），儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)時間由熔鹽(yan)罐大小及儲(chu)(chu)(chu)量決(jue)定（儲(chu)(chu)(chu)量越大儲(chu)(chu)(chu)熱(re)(re)(re)越長）。

此外，孫武星(xing)還(huan)說明了二(er)元(yuan)鹽與(yu)三(san)(san)元(yuan)鹽的區別(bie)：二(er)元(yuan)鹽溫度更(geng)(geng)高，主要用于發電(dian)（如光熱發電(dian)、煤(mei)氣調峰(feng)發電(dian)等）；三(san)(san)元(yuan)鹽多用于供(gong)熱、工業蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)供(gong)應。不(bu)過具體(ti)場景需(xu)具體(ti)分析，部分工業蒸(zheng)(zheng)汽(qi)(qi)場景也可能更(geng)(geng)適合用二(er)元(yuan)鹽。

二(er)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(ta)表示，熔鹽(yan)加(jia)(jia)熱(re)(re)系統應(ying)用廣泛：光熱(re)(re)發電(dian)(dian)使用的(de)是聚(ju)光集熱(re)(re)系統；與風電(dian)(dian)、光伏或(huo)是谷電(dian)(dian)耦合就是熔鹽(yan)電(dian)(dian)加(jia)(jia)熱(re)(re)器(qi)；電(dian)(dian)站及園區供熱(re)(re)調峰使用的(de)是蒸(zheng)汽(qi)或(huo)熔鹽(yan)電(dian)(dian)加(jia)(jia)熱(re)(re)器(qi)；鋼鐵廠采用煤氣(qi)(qi)熔鹽(yan)加(jia)(jia)熱(re)(re)器(qi)或(huo)余(yu)熱(re)(re)加(jia)(jia)熱(re)(re)器(qi)；在壓縮(suo)空氣(qi)(qi)儲能行業也會通過熔鹽(yan)高溫(wen)壓縮(suo)空氣(qi)(qi)來(lai)加(jia)(jia)熱(re)(re)，提升效率(lv)。

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)有兩種主(zhu)要應用場景：一是(shi)與(yu)風電(dian)、光(guang)伏(fu)耦合(he)。孫武(wu)星指出，目(mu)前(qian)更多的是(shi)與(yu)風電(dian)耦合(he)，因(yin)為(wei)136號文件(jian)發布后(hou)光(guang)伏(fu)項目(mu)對業(ye)主(zhu)方(fang)來說易虧(kui)損；二是(shi)獨立光(guang)熱(re)項目(mu)。這類(lei)項目(mu)有獨立電(dian)價(jia)(jia)，規(gui)模(mo)在(zai)100-350MW之(zhi)間，造價(jia)(jia)1.5萬—1.7萬元(yuan)/kW，度電(dian)成本0.5~0.75元(yuan)/kWh，一般會隨規(gui)模(mo)擴大有所下降。

▌場景二：火電靈活性改造

主要應(ying)用(yong)場景：機組帶供熱(re)深(shen)調能(neng)力不(bu)足、深(shen)調脫硝排放問題和頂峰能(neng)力不(bu)夠。目前(qian)應(ying)用(yong)規模(mo)為(wei)(wei)10%～30%（示范項(xiang)目10%～15%），造價為(wei)(wei)500~1000元/kWh。

經(jing)濟(ji)模型(xing)：深調(diao)收益、頂峰收益，調(diao)頻(pin)收益和新增(zeng)供熱能力收益。其中調(diao)頻(pin)收益是關鍵。

孫武星比較了(le)兩種加(jia)熱(re)方案(an)：

（1）蒸汽加熱方案

火電靈活改造(zao)-蒸汽加(jia)熱方(fang)案

蒸(zheng)汽加熱以(yi)三元鹽為主，利用主蒸(zheng)汽等換熱。優點(dian)(dian)是效率高；缺點(dian)(dian)是系統整(zheng)體復雜，改造工作量大、深調(diao)幅度不足、整(zheng)體調(diao)頻能力提升有限、對原有系統影響較大、運行可(ke)靠(kao)性欠佳(jia)。

（2）電加熱方案

火電靈(ling)活(huo)改造-電加熱方案

電加熱的缺(que)點是效(xiao)率低(di)；優點是調峰深、靈活性強、供熱安全。

孫(sun)武星強調，蒸汽加熱(re)和電加熱(re)兩者(zhe)沒有優劣(lie)之分，要根據具體(ti)需求進行(xing)具體(ti)分析(xi)。

▌場景三：谷電加熱熔鹽儲能園區供熱

主要(yao)應(ying)用(yong)場景(jing)：園區供熱能力不(bu)足，且受(shou)燃(ran)煤指標限(xian)制；江浙(zhe)、廣東等東南沿海城市燃(ran)氣價格(ge)高昂。當前市場項目(mu)規模多為(wei)50-200t/h。

經(jing)濟模型：新增供熱收益。成(cheng)本為谷電(dian)電(dian)價(jia)+容量(liang)電(dian)費。

孫武星分享(xiang)了正在參與(yu)的嘉興桐(tong)鄉(xiang)項目：該項目投資(zi)2.5億，規模為(wei)70MW/343MWht熔鹽(yan)儲熱。項目的購電電價為(wei)0.26元(yuan)/kwh(不含稅)，蒸(zheng)汽售價為(wei)321元(yuan)/t(不含稅)，項目全投資(zi)內部收益(yi)率(lv)8.9%，資(zi)本金投資(zi)內部收益(yi)率(lv)14.56%【未考慮(lv)容量費(fei)】。

▌場景四：園區供熱調峰

主(zhu)要應用(yong)場(chang)(chang)景：園區(qu)負(fu)荷穩定性差，存在峰谷波動、鍋爐(lu)峰值區(qu)間供(gong)熱(re)能力(li)不足(zu)(zu)等問題。如(ru)江浙(zhe)區(qu)域(yu)白(bai)(bai)天(tian)(tian)負(fu)荷高、晚上(shang)低(di)，硅料(liao)企業入駐后(hou)白(bai)(bai)天(tian)(tian)供(gong)熱(re)能力(li)不足(zu)(zu)。此時可通過熔(rong)鹽(yan)儲(chu)能將(jiang)晚上(shang)能量平移至(zhi)白(bai)(bai)天(tian)(tian)，能夠(gou)在不增加機(ji)爐(lu)規(gui)模的(de)情況下(xia)提(ti)升(sheng)白(bai)(bai)天(tian)(tian)供(gong)熱(re)能力(li)。當前市場(chang)(chang)規(gui)模主(zhu)要介(jie)于(yu)50-200t/h，造價(jia)為(wei)500-700元/kWh。

經濟模型：新(xin)增供(gong)熱(re)收(shou)益；提高鍋(guo)爐(lu)效率(lv)；降低(di)鍋(guo)爐(lu)低(di)負荷脫硝成(cheng)本(ben)與罰款風險。成(cheng)本(ben)為(wei)燃料，項目投資回(hui)收(shou)期短，3~7年可回(hui)收(shou)。

▌場景五：鋼鐵廠煤氣調峰

主要應用(yong)場(chang)景：鋼(gang)(gang)鐵企(qi)業(ye)自備(bei)電(dian)站不足(zu)以(yi)覆蓋鋼(gang)(gang)鐵廠用(yong)電(dian)，而鋼(gang)(gang)鐵企(qi)業(ye)自備(bei)電(dian)站汽輪機運行存(cun)在余量(liang)，可利用(yong)該余量(liang)新建燃氣熔鹽儲熱(re)系統。規模根據汽輪機余量(liang)、燃氣鍋(guo)爐最低負荷確定(ding)，造價在450-700元/kWh。

經濟(ji)模型：谷(gu)電時間(jian)段，煤氣(qi)熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)爐(lu)運行，將熱量存儲在熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)；峰電時間(jian)段，熔(rong)(rong)(rong)鹽(yan)加熱蒸汽，對外供蒸汽進(jin)行發電，通(tong)過上述運行模式，基(ji)于峰谷(gu)價(jia)差套利(li)。項目(mu)投資回收期短(duan)，4~8年回收（峰谷(gu)價(jia)差0.6~0.9元/kWh）。

▌場景六：余熱利用

主要應用場景(jing)：產品存在高溫(wen)余熱，原采用風(feng)冷，大量熱能浪費。規(gui)模(mo)根據余熱、鹽浴溫(wen)度定，熔鹽側(ce)的造(zao)價為450~700元(yuan)/kWh，余熱側(ce)根據規(gui)模(mo)定價。

經濟模型：由于熱量來自余熱，無運行成(cheng)本；此外，精準控溫(wen)能(neng)提高工藝產(chan)品(pin)質量與價格(ge)競(jing)爭力，同時還可耦(ou)合(he)煤氣調(diao)峰發電(dian)，公用熔鹽儲能(neng)側，收(shou)(shou)益更優。項目投資回(hui)收(shou)(shou)期短，2~7年回(hui)收(shou)(shou)。

▌場景七：獨立熔鹽儲能電站

主(zhu)要應用場景：大基(ji)地(di)、綠色(se)通道的共享儲能。以規(gui)模為100MW/400MWh熔鹽+150MW/300MWh電(dian)化(hua)學項(xiang)目為例(li)，造價約為8.5億元。

經濟模型：整(zheng)體電效率(lv)(lv)為55~60%，收益主要來自調峰。容量(liang)租賃和容量(liang)補償需要與電廠談判。投資回收期8年，內部收益率(lv)(lv)13%。

▌場景八：孤網綠電熔鹽儲能供熱

主要應用場景：在源、網、荷、儲都具(ju)備的條件下(xia)，通過(guo)輸送光(guang)伏、風電等綠電加熱熔(rong)鹽(yan)，替代燃煤/天(tian)然(ran)氣(qi)產氣(qi)。

經濟模(mo)型：該項(xiang)目(mu)為孤網(wang)，替(ti)代(dai)原有動力站燃煤(mei)產氣，效(xiao)率高達(da)90%，造價為500-700元/kWh。其中，蒸汽成本(ben)隨綠電成本(ben)變化(hua)，在120~150元/t之間(jian)。

▌場景九：壓縮空氣儲能高溫回熱

運行模式：利用(yong)三元(yuan)鹽或四元(yuan)鹽回收高(gao)(gao)溫(wen)熱，壓縮時儲熱，膨脹時放(fang)熱。和中溫(wen)路線技(ji)術相比，效率提(ti)(ti)升3%~5%。整(zheng)體投(tou)資約占項目總(zong)投(tou)資的5%，同時可以耦合高(gao)(gao)溫(wen)供熱需(xu)求(qiu)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)經濟性。

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發展趨勢解讀

結(jie)合上述九個應用場景的實際應用現(xian)狀，孫武星總結(jie)了當前熔鹽儲熱的技(ji)術優(you)勢和面臨的挑(tiao)戰(zhan)：

▌技術優勢

（1）高效儲(chu)能(neng)(neng)＞90%：熔鹽儲(chu)熱技術具有(you)較高的儲(chu)能(neng)(neng)效率，能(neng)(neng)夠有(you)效地儲(chu)存和釋放熱能(neng)(neng)。

（2）和蒸汽匹配度高：熔鹽儲(chu)熱技(ji)術可(ke)以在較寬的溫度范圍內工作，適(shi)用(yong)(yong)于各種不同的應用(yong)(yong)場景。

（3）安全環保：熔鹽(yan)儲熱技(ji)術(shu)使用(yong)無毒、無害的熔鹽(yan)作為(wei)儲能介質，對(dui)環境和(he)人(ren)體健康沒有危害。

▌面臨挑戰

（1）成本問題：熔(rong)鹽、電加熱器、熔(rong)鹽儲罐、SGS、熔(rong)鹽閥門(men)投資高。

（2）高溫電加(jia)熱器(qi)(qi)研發：高溫電加(jia)熱器(qi)(qi)設備本身在開(kai)發過程，還未(wei)有得到(dao)市場(chang)驗證(zheng)，目(mu)前低(di)壓設備、變壓器(qi)(qi)、開(kai)關柜、動力(li)線等繁雜。

（3）電(dian)(dian)網(wang)接入問題(ti)：電(dian)(dian)熱(re)方案中所(suo)有能量都(dou)來自于(yu)電(dian)(dian)，接入系統(tong)規模大，需和電(dian)(dian)網(wang)談(tan)判，對電(dian)(dian)網(wang)有一定(ding)壓力；容量費問題(ti)較(jiao)為突出。

根(gen)據國(guo)家能(neng)源局出臺(tai)的政策(ce)，目前單個(ge)光熱項(xiang)目投資十(shi)幾億，預計每年3GW；存量煤(mei)電機(ji)組靈(ling)活性改造應改盡改，“十(shi)四五”期間將完(wan)成2億千(qian)(qian)瓦，增(zeng)加系統(tong)調節能(neng)力3000-4000萬千(qian)(qian)瓦，促進(jin)清潔能(neng)源消(xiao)納，實現(xian)煤(mei)電機(ji)組靈(ling)活制(zhi)造規模(mo)1.5億千(qian)(qian)瓦；同時，供熱需(xu)求增(zeng)加，卻控制(zhi)燃煤(mei)耗量。

綜上，孫武星預測，結合熔鹽儲熱(re)(re)技(ji)術在火電靈活性(xing)改(gai)造、園區(qu)供熱(re)(re)調(diao)峰、鋼鐵廠煤氣調(diao)峰、余熱(re)(re)利用以及(ji)孤網綠電儲能供熱(re)(re)等領域的廣泛應用前景，預計到(dao)2030年(nian)，全球熔鹽儲熱(re)(re)技(ji)術的市場規模將達到(dao)數千億美(mei)元(yuan)，中國熔鹽儲熱(re)(re)技(ji)術市場規模將達到(dao)1000億元(yuan)人民幣。

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安全性分析

熔鹽儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)源自塔式光熱(re)發電技(ji)術(shu)(shu)，除鏡場與熔鹽儲熱(re)技(ji)術(shu)(shu)有(you)所(suo)區別外，其余技(ji)術(shu)(shu)完(wan)全一致。

據孫武星介紹，目前國(guo)(guo)內第一(yi)批光熱項(xiang)目已經平穩運(yun)行5年，無事(shi)故發生。國(guo)(guo)內第一(yi)批與第二批光熱項(xiang)目已建成(cheng)和(he)在建的項(xiang)目共有20多個。而按照(zhao)國(guo)(guo)家能(neng)源局的規劃，到十四五(wu)結(jie)束上馬項(xiang)目9GW，約有90個項(xiang)目，技術均(jun)相同。熔鹽方面，二元鹽、三元鹽技術成(cheng)熟，已經過數十個項(xiang)目的運(yun)行驗(yan)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太陽能熱發電總圖(tu)(tu)運輸設計規范(fan)截(jie)圖(tu)(tu)

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）冷熱熔(rong)鹽罐連通(tong)大氣，為(wei)常壓(ya)罐；

（2）熔(rong)鹽(yan)管路(lu)中過熱(re)器(qi)至預熱(re)器(qi)出(chu)口有安(an)全閥(fa)，安(an)全閥(fa)泄放(fang)管接入就(jiu)近(jin)卸(xie)鹽(yan)槽；

（3）熔鹽電(dian)加熱器出(chu)口處(chu)設有安全閥(fa)安全閥(fa)泄(xie)放管(guan)接入就(jiu)近(jin)卸驗槽(cao)；

（4）汽水(shui)側(ce)按常(chang)規設置(zhi)有(you)安全閥(fa)；

（5）熔鹽系統管路上設(she)有幾余的(de)壓(ya)力溫(wen)度測點(dian)，設(she)有異常(chang)聯(lian)鎖報警；

（6）設備有壓力檢測，超壓報(bao)警(jing)；

（7）熔鹽(yan)罐(guan)集中布(bu)置，四周(zhou)設下沉(chen)圍堰，若真的發生(sheng)事故，圍堰容積能夠容納所(suo)有熔鹽(yan)泄放量，對(dui)周(zhou)邊建構筑(zhu)物(wu)影響較小；

（8）熔(rong)鹽電加熱器(qi)(qi)、熔(rong)鹽換(huan)熱器(qi)(qi)單(dan)獨布置(zhi)，或四周設(she)(she)實體(ti)防火墻，若泄漏(lou)對周邊影響較小（或者(zhe)兩熔(rong)鹽罐間(jian)設(she)(she)置(zhi)換(huan)熱器(qi)(qi)車間(jian)，圍堰設(she)(she)置(zhi)于(yu)最(zui)外側）。

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已參與、對接近50個光熱/熔鹽項目

中國(guo)聯合工(gong)(gong)程有限公(gong)(gong)司(si)總(zong)部(bu)前身是(shi)機械工(gong)(gong)業(ye)(ye)部(bu)第二設計研(yan)究院，1953年成立于(yu)上海。江(jiang)澤民(min)(min)同志是(shi)二院的創業(ye)(ye)者之一，曾擔任二院第一任電氣專(zhuan)業(ye)(ye)科科長和院工(gong)(gong)會主席。1970年遷貴州遵義，后返回杭州。目前員工(gong)(gong)7000多名(ming)，工(gong)(gong)程技術人員占95%以上。公(gong)(gong)司(si)業(ye)(ye)務板(ban)塊(kuai)多，包含(han)民(min)(min)用、能源(yuan)(yuan)、工(gong)(gong)業(ye)(ye)等。其中能源(yuan)(yuan)板(ban)塊(kuai)總(zong)人數為1000人。

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】。