新型电力行业系统专题七：熔盐储能长时储能黄金赛道（上篇-光热发电赛道）

请务行业研究究所Somcn熔盐储能：长时储能黄金赛道(上篇-光热发电赛道)——新型电力系统专题七00005002000250030003500业相对表现相关报告6%3%%%22战略合作，助力汽车智能化(推荐)*中小盘*杨阳》-04◼碳中和背景下，随着可再生能源比例提升，我们的电力体系面临着的转移，因此需要找到安全、高效、低成本的储能方式。(2)进入力、蒸汽，未来需要通过碳排放更低、便宜的绿电生产。能量转换路径从“燃料化学能-热能-动能”量、长时间、大容量储能的技术路径，作为传热介质可以实现太阳◼熔盐作为一种优良的传热、储能介质，具有工作温度区间广、储能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热能转换为熔盐的热能来存储和发出能量，实现需求。除了光热领域外，熔盐储能在智能电网、电熔盐储能供暖、火电机组灵活领域有独特的经济和竞争优势。◼2023-2025年光热发电装机规模或将大幅增长。我们认为，随着电源侧、用户侧配储比例加大，光热发电作为三北地区光伏风电基地的配套储能系统非常有竞争力。我们回答了三个问题：第一，为什么电源侧要配储？电源侧配储是可再生能源比例提升后的必然要中比例阶段后，电网的安全性、稳定性对电源的调峰调频要求提升，配置储能是必然的选择，所以政策市场化改革。第二，为什么配块具有稳定安全、跟电网匹配性更好、爬坡速度快、调峰深度大、储能容量大等优点，从全生命周期考虑，在光热资源丰富的地区，光热发电成本比电化学更有径更为成熟。第三，光热能有多大的降本空间？光热发电的降本路径清晰，降本速度超出预期。W发电项目规模接近4.5GW(2023-2025年投运)，对应市场规模证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分2驱动支架：川润股份(液压驱动)、长盛轴承(定日镜转向轴承)、捷昌驱动(电驱动推杆)、振江股份(定日镜支架)。(4)超白玻璃关注安彩高科、电伴热系统建议关注久盛电气，电加热器建议关注东方电热，保温材料建议关注鲁阳节能。建设投产进度不及预及预期。注公司及盈利预测重点公司重点公司股票2022/12/13EPSPE投资代码名称股价20212022E2023E20212022E2023E评级665.SZ54未评级534.SZ63未评级0875.SH723272.SZ未评级3583.SH动743507.SH*74未评级0207.SH07未评级证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分3长时储能赛道 5 6 1.4、2021年底已投入运行的光热示范项目：共计0.54GW 9 2.2、为什么众多储能路径，西北地区要选择光热熔盐储能？ 12 3、优势3：合理的配置可以降低“光热+光伏”系统成本 15 3.1、2022年新增规划梳理：光热发电4.5GW 21 GW 24 请务必阅读正文后免责条款部分4 8图6：中国潜在光热发电选址(2014年数据) 9图7：可再生能源不同发展阶段的挑战和解决方案 11 图9：英国1996—2017年的各类电源装机比例趋势变化 12图10：光伏和光热出力对比(相同太阳辐射) 13图11：不同模式下“光伏+光热”系统出力与负荷的相关性 13 图14：内蒙乌拉特光热电站的升降负荷速度最快可以达到10%/min 14图15：特定太阳倍数下光热发电成本与储热时长的关系 15图16：资本金财务内部收益率8%对应的上网电价/(元/MWh) 16图17：资本金财务内部收益率6%对应的上网电价/(元/MWh) 16 图20：典型的塔式太阳能光热发电站能量传递构成图 20图21：光热发电最新规划、签约、在建项目容量按省份划分(单位：MW) 23 表5：工程角度建议的熔盐塔式技术优化路径 21表6：2022年光热发电最新规划、签约、在建项目统计共计超过4.5GW 22 表8：青海、甘肃、新疆、内蒙四省“十四五”可再生能源总体规划(GW) 24表9：根据风光大基地规划测算的“十四五”、“十五五”期间不同配置比例下的光热配置容量的敏感性(GW)..........25表10：假设“十四五”、“十五五”期间单位投资规模为170、150亿/GW测算的光热发电投资规模(亿元)..............25证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分5发电：搭配光伏中有潜力的长时储能赛道存储和转换太阳能光热发电指利用聚光装置，将太阳辐射能转化为热能，然后通过常规的压蒸汽，推动热力发电机组发电。盐光热发电系统为例说明光热发电系统原理：汽发生系统与水/水蒸汽换热，产生高温高压过热蒸汽用于发电。放热后的冷盐再回到冷盐罐中，完成整个熔盐循环。常规水/水蒸汽循环发生在蒸汽发生系统动力发电系统之间。负荷盐储存量就越大，冷、热盐罐的容积也就越大。证券研究报告务必阅读正文后免责条款部分6式证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分7(a)槽式：槽式光热发电是指用抛物线形式的槽式反射镜，将太阳光聚集到位于焦线的吸热管上，将管内的传热工质(水或者导热油)加热到一定温度，然后而塔式集热系统在规模化应用中(50~100MW)经济效益更高，而且系统具有更高的聚光比(600-1000)和集热温度(可达1000℃)，因而太阳能转换效率大。(c)碟式：碟式光热发电是利用抛物面反射镜，将太阳光聚焦在焦点上，焦点有高效率聚光，直接连接斯特林发电机(一种直接加热封闭环境下的气体，使之实现膨胀-收缩发电机)可以获得30%以上的太阳辐射能-电效率，非常适合分布式题无法解决。项目塔式槽式碟式菲涅尔式聚焦方式点聚焦线聚焦点聚焦线聚焦对光照资源的要求高高高低跟踪方式双轴跟踪单轴跟踪双轴跟踪单轴跟踪聚光比50-801000-3000运行温度(℃)350-550700-900270-550传热介质水、蒸汽、熔盐、合成油水、蒸汽、合成油水、合成油、熔盐储热介质熔盐熔盐-熔盐蓄热条件高温蓄热中温蓄热无中温蓄热动力循环模式朗肯循环、布雷顿循环朗肯循环斯特林循环朗肯循环系统峰值效率23%21%31%20%系统年平均效率适宜规模(MW)30-40030-2000.005-0.5(分布式)用地(hm2/MW)2-2.52.5-322.5-3.5应用程度已商业化、规模化已商业化、规模化分布式小规模发电，示范工程示范工程证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分8高%塔式槽式线形菲涅尔式塔式槽式线形菲涅尔式其他塔式集热系统聚光比高于槽式、运行温度高、储热容量大，但是系统建设门槛我国西北部太阳能资源丰富，最适合光热发电建设。光热发电建设的选址关键照量)在1800kWh/m2以上，我国西藏西南部、青海北部、甘肃西北部、内蒙古北部、新疆东部的太阳能直射资源十分丰富(如图6)，基本但东部、东南部地区年DNR普遍小于1000kWh/m2。根据国际可再生能源署的研究结论，年素是太阳直接辐射资源情况。证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分9中国适宜建设光热发电项目的场址主要位于西北地区，这些地区也是大规模发加调峰能力。1.4、2021年底已投入运行的光热示范项目：共计。证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分10目技术路线长(h)初始投资(亿)设计年发电量(亿度)槽式熔盐9(3.4万/kw)德令哈塔式熔盐(3万/kw)肃。塔式熔盐7(2.18万/kw)哈量。塔式熔盐6(2.44万/kw)和塔式熔盐(3.28万/kw)疆哈密(3.38万/kw)4肃介质的线性菲涅尔式光热电站。2020年6月并网发槽式熔盐.8(2.88万/kw)峰的性能。机组升降负荷速率可以达到10MW/min多塔式熔盐(3.98万/kw)格尔木EMW(含兆瓦级以上规模的发电系统)，其中大部分为国家首批示范项目，均为单体光热电站，仅有鲁能海西州的多能互补(光伏发电+光热发电+风电+储能)项目是采用类似再生能源并网带来的挑战，源网荷储一体化的必然要求。证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分11GW2021年风非我国已经进入可再生能源中比例渗透阶段，电力系统面临控制、运行、规划等调度运行均有深刻的影响。可再生能源发电量渗透率在10%以下时，电力系统量的间歇性可再生能源。但进入中比例(10-30%)、高比例(30-50%)后，电力系统在稳定控制、运行、规划等不同方向都会面临可再生能源的波动性体现在时间尺度上的不平衡。由于风电、光伏的发电出力尺度上的转移。高比例新能源系统的转动惯量下降影响电力系统稳定。所谓转动惯量即指的常率变化后，证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分12光热发电系统稳定安全，可以促进区域内可再生能源的消纳。光热系统由于引中的可再生能源消纳水平。证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分13图10：光伏和光热出力对比(相同太阳辐射)庆然目前光热电站的初期投资、度电成本仍然远高于光伏、风电、火电等，但因其发储一体、爬坡速度快、储能时间长等优势，非常适合在西北风光大基地的源网荷储一体化建设中扮演储能调峰调频的角色。灵活可控的特点使得光热发学储能的配置方式。运至今，全球669万千瓦的太阳能热发电装机还未发生过类似锂电爆炸的安全性事故，是一种高安全性的储能方式。光热发电使用的汽轮机与火电汽轮机组有区别，特点包括快速启停、可频繁启证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分14300in250200150100500极热态启动热态启动温态启动冷态启动太阳能汽轮机5203060常规机组4560120240W证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分15源电网的安全稳定运行具有重要价值。总体来看，光热电站在启停速度、爬坡速度、最小出力方面比传统火电机组都这种快速爬坡能力进一步提升了可调度特性。火电一般只能压到40%，经过改从系统容量配置角度，太阳能热发电站的装机容量、储能时长和镜场面积与电的采光面积(太阳倍数=集热容量/发电容量)与储热时长(储热时长=储热容量/证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分16价/(元/MWh)图17：资本金财务内部收益率6%对应的上网电价/ (元/MWh)容量、长时长的配套储能。热电站作为既可以发电又可以储能的成熟技术路径，在光伏、风电快速降本的是目前西北风光大基地建设配套储能的优先选择。证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分17企业自建或购买调挂钩比例(时长4小时以上)配建调峰能力，20%以上配建比例优先并网。有对储能容量文详细梳理。委/省区2030年前碳达峰行动知》电基地。要加快先进适用技术研发和推广应用。其中包含推进熔盐储能供热和发电示范应用。局《关于加快推动新型展的指导意见》局《关于鼓励可再生能源发电企业自建或购买调峰能力增加并网的通知》加并网规模、允许发电企业购买局《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和施的意见》的调节作用，开展废弃矿井改造储能等新型储能项的价格局规划》蒙古等地区推动太阳能热发电与风电、套发展。《2022年能源工作指通知光伏基地中，建设光热发电项目。部动光热发电在调峰、综合能源等多场景应用。新增风电光伏发电项目规模12GW，河西地区最请务必阅读正文后免责条款部分18展规划的通知 《关于印发支持储能产业发展的若干措施(试行)的通知》《青海省“十四五”能源展规划的通知》《服务推进自治区大型风电光伏基地建设作指引(1.0版)》置新能源规模=4小时以上时长储能规模×4，如：建设10万千瓦/40万千瓦时(4小时时长)储能规模，可配置新能源规模=10×4=40万 《关于加快促进自治区储能健康有序发展《2022年光伏发电项 《关于征求工业园区自发自用两类市场化并网新能源项目实施告》新增负荷所配置的新能源项目配建储能比例不低于新能源配置规模《关于推动全区风电光伏新能源产业高质《蒙西新型电力系统(征求意见稿)》挥太阳能热发电储能调节能力和系证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分19阻碍太阳能光热发电快速发展的最主要障碍是初期投资规模过大。光热电站降槽式太阳能发电站成本结构类似。根据内蒙古中核龙腾制表数据，我国某装机等证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分20可见成本主要集中在集热系统、吸热系统、储换热系统。根据可胜公司的降本设备成本下降途径电站造价降低(绝对值)聚光场定日镜：降低用钢量、生产效率提升、新的传动结构、竞争效益；镜场控制系统：软件、硬件成本下降吸热器系统材料国产化、加工优化、产业规模化储换热系统储罐设计优化、加工成熟、集中采购；熔盐阀门、熔盐泵国产化；熔盐规模化发展3.59~5.66%热力发电系统由于运行经验不足，存在运行达不到预期发电量的问题，需要运行方式进行优化设计优化、集中采购提高净发电量则是需要将系统发电效率提升。太阳能光热系统总体转换率在证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分21技术优化项提升值(>=，绝对值)个小射率排布优化效率7%个化率的可靠性模型研究可考虑营技术电量~6%小率/3、国内市场规模测算：2023-2025年市场空间742~850亿，远期2030年测算装机超过16GW证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分22项目名称省份类型路线总装机容量(MW)MW)MW)MW)光热投资规模鲁能阜康90万千瓦光伏+10万千瓦光热多能互补项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008中能建哈密“光(热)储”多能互补一体化绿电示范项目新疆光伏+光热150013501508三峡新能源哈密100万千瓦光热+光伏一体化综合能源示范项目新疆光伏+光热10009001008新疆丝路坤元公司哈密北90万千瓦光伏+10万千瓦光热发电项目新疆光伏+光热10009001008大唐石城子100万千瓦光热+光伏一体化清洁能源示范项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008吐鲁番市托克逊县乌斯通光热+光伏一体化项目新疆光伏+光热10009001008唐山海泰新能科技股份有限公司光热+光伏一体化项目新疆光伏+光热1000900100国家电投河南公司新疆鄯善1GW“光伏+光热”一体化项目新疆光伏+光热1000900100中国能源建设集团浙江火电建设有限公司光热+光伏一体化项目新疆光伏+光热1000900100国投若羌10万千瓦光热发电项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008新疆电建睿达新能源若羌县1GW光热储能+光伏一体化示范项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008博州10万千瓦储热型光热+90万千瓦新能源项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008精河新华新能源有限公司“光热储能新能源”一体化基地项目新疆光伏+光热塔式熔盐10009001008新疆木垒县300万千瓦光热发电项目新疆光伏+光热3000**300中广核西藏阿里地区“50MW光热+100MW光伏”源网荷储一体化热电示范项目西藏光伏+光热槽式熔盐15010050国能集团西藏电力那曲安多光热+一体化项目西藏光伏+风电+光热***100西藏扎布耶源网荷储一体化综合能源供应项目西藏光伏+光热704224西藏华电那曲色尼区170MW光伏光热一体化项目西藏光伏+光热17012050国能集团青豫直流二期1标段海南州共和塔拉滩光伏1GW光伏光热项目青海光伏+光热塔式熔盐100090010018.89国家电投青豫直流二期2标段青海光伏+光热塔式熔盐1000900100三峡能源青豫直流二期3标段青海光伏+光热塔式熔盐100090010016.8三峡能源海西基地项目格尔木110万千瓦光伏光热项目青海光伏+光热塔式熔盐0100010016.5中能建江苏设计院共和100万千瓦源网荷储项目青海光伏+光热1000900100中电建共和100万千瓦光伏光热项目青海光伏+光热塔式熔盐10009001008中广核新能源青海德令哈光储热一体化项目青海光伏+光热塔式熔盐200018002006华能格尔木多能互补一体化基地青海光伏+储能+光热塔式熔盐3050300050华能乌拉特后旗300MW光热发电项目古光热300300华能准格尔旗多能互补项目古光热+光伏+风电2000**100鲁固直流白城140万千瓦外送项目1单元(通榆县)吉林光伏+风电+光热塔式熔盐7002004001008鲁固直流白城140万千瓦外送项目2单元(大安市)吉林光伏+风电+光热塔式熔盐7002004001008国投阿克塞750MW光热+光伏试点项目甘肃光伏+光热塔式熔盐750640国家能源集团龙源电力甘肃公司敦煌700兆瓦“光热储能+”甘肃光伏+光热熔盐线性菲涅尔700600100中核玉门新奥“光热储能+光伏+风电”示范项目10万千瓦光热储能工程甘肃光伏+风电+光热熔盐线性菲涅尔70040020010016.99三峡恒基能脉瓜州70万千瓦“光热储能+”1X100MW光热发电项目甘肃风电光伏+光热塔式熔盐700200400100金塔中光太阳能10万千瓦光热项目甘肃光伏+光热塔式熔盐700600100首航玉门100MW项目甘肃光热塔式熔盐100100玉门鑫能光热第一电离有限公司熔盐塔式5万千瓦光热发电项目甘肃光热塔式二次反射5050古浪光热发电示范项目甘肃光热+光伏+风电塔式熔盐7406401008民勤红沙岗光伏+光热互补示范园区项目甘肃光伏+光热塔式熔盐8107008华能高台县70万千瓦光热光伏示范项目甘肃光伏+光热700600100玉门油田光热+风光发电示范项目甘肃光伏+光热100100华能阿克塞70万千瓦光热+示范项目甘肃光热+光伏+风电700200400100合计4512所证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分23008~12h配套储热时长项目投资金额在16.5~18.9亿元之间。因此我们假设)。不考虑今年四季度、明的跃升。中标金额(亿元)研究所证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分24份增风光装机增光伏装机增风电装机件《青海省“十四五”能源发展规划》肃24.81《甘肃省“十四五”能源发展规划》疆新疆十四五规划中未拆分公布风光的具体规模；根据新疆一、二批市场化新疆(两批)50.7GW市场化新能源项目清单《内蒙古自治区“十四五”发展规划》合计7PLAZA研究所光热装机需求量=大基地风光总体规划x光伏容量比例x配置光热作为配套储能伏容量比例x光热发电配置容量比例GW设在省份(青、甘、新、内)的十四五规划和已申报项目(表8)，十四五期间新增光伏容量占比总新增容量为56%。因新疆、甘肃、青海光伏资源较好，我们假假设远期配置光伏中配套光热的容量比例为50%：在西北地区，目前光伏发电证券研究报告请务必阅读正文后免责条款部分251:2。考虑未来电力辅助服务市场完善、光热降本速度加快，光热储能调峰经济GW)W“十四