光熱儲能光熱玻璃與陶瓷纖維的增量市場

1、1、 光熱儲能原理：以熱能為核心、 光伏&光熱：同根生的兩兄弟光伏發(fā)電和光熱發(fā)電是太陽能發(fā)電最主要的兩種形式。光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應，將光能直接轉變?yōu)殡娔艿募夹g；而光熱發(fā)電則是通過利用大規(guī)模的集熱鏡和傳統(tǒng)的蒸汽發(fā)電機熱力循環(huán)做功，將光能先轉化為熱能，再轉化為機械能，并最終產(chǎn)生電能的技術。圖 1：光伏發(fā)電圖 2：塔式光熱發(fā)電資料來源：電池網(wǎng)，資料來源：CSTA，光伏發(fā)電：光伏效應，光能直接轉化為直 流電。光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心為光伏組件，其由多個單晶/多晶硅成分的光伏電池片串聯(lián)構成。當太陽光照射在高純硅上，使電子躍遷，形成電位差，光能直接轉變?yōu)殡娔?，產(chǎn)生直流電，并在逆變器、升壓系統(tǒng)的

2、作用下轉變成高壓交流電，最終實現(xiàn)用電、并網(wǎng)功能1。光熱發(fā)電：經(jīng)過“光能-熱能-機械能-電能”這一轉化過程，產(chǎn)生交 流電。光熱發(fā)電通過反射鏡、聚光鏡等聚熱器將采集的太陽輻射熱能匯聚到集熱裝置，加熱裝置內(nèi)的導熱油、熔融鹽等傳熱介質，傳熱介質經(jīng)過換熱裝置將水加熱到高溫高壓蒸汽，進而驅動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。除發(fā)電所用熱源不同，其后端技術路徑與火力發(fā)電并無較大差異，且產(chǎn)生電流為交流電，可直接實現(xiàn)并網(wǎng)2。相較于光伏，我國光熱發(fā)展相對滯后。2021 年，我國光伏發(fā)電累計裝機容量達 306.4GW，同比+21%；光熱發(fā)電累計裝機容量僅 538MW，同比持平。無論從裝機總量還是裝機增速來看，光伏發(fā)電均遠高于光

3、熱發(fā)電，其主要原因是光熱度電成本遠高于光伏，在市場化的條件下不具備競爭優(yōu)勢。并網(wǎng)：指發(fā)電機組的輸電線路與輸電網(wǎng)接通（開始向外輸電）光熱發(fā)電系統(tǒng)后端的發(fā)電機組在技術原理層面與火力發(fā)電機組基本一致，產(chǎn)生的交流電無需通過逆變器便可直接并網(wǎng)圖 3：2012-2021 年中國光伏累計裝機量及同比增速圖 4：2012-2021 年中國光熱發(fā)電累計裝機量及同比增速資料來源：Wind，資料來源：CSTA，光伏發(fā)電光熱發(fā)電表 1：光伏、光熱發(fā)電對比一覽能量轉換過程能量轉化率光能電能目前市面主流裝機為 20%-25%，最高可達 26.50%（隆基 M6 全尺寸 HTJ 電池）光能熱能機械能電能光熱轉換效率 80%

4、-90%，熱電轉換效率約 40%，綜合轉換效率 30%左右占地面積25-30 /MW35-40 /MW度電成本0.35-0.45 元/kWh0.6-0.7 元/kWh輸出電力特性直流電，需經(jīng)過逆變器、升壓器轉變成高壓交流電后方可并網(wǎng)使用由于發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電具有相似性，輸出為交流電，可直接并網(wǎng)使用并進行調峰、調頻儲能方式電化學儲能，造價高、壽命短自帶熱儲能系統(tǒng)，壽命長、能量損耗小且無污染應用范圍按規(guī)模分為分布式和集中式，分布式規(guī)模小，安裝靈活度高，可用于多種場景；集中式多應用于光照條件充足的戈壁、荒漠等多用于土地相對平整的戈壁、荒漠優(yōu)點技術、產(chǎn)業(yè)已較為成熟，發(fā)電成本低自帶儲能、調峰能力，供電相

5、對光伏發(fā)電更穩(wěn)定；與風電等其他發(fā)電方式契合度較高缺點供電能力極易受天氣等因素影響，穩(wěn)定度較差；生產(chǎn)過程存在污染資料來源：CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，隆基綠能公司公告，國家光熱聯(lián)盟，整理技術、供應鏈成熟度較低，度電成本高；土地占用面積大，對自然條件要求相對苛刻、 光熱儲能電站的四大系統(tǒng)組成光熱發(fā)電大致可分為四個部分：集熱系統(tǒng)、熱傳輸系統(tǒng)、蓄熱與熱交換系統(tǒng)、發(fā)電系統(tǒng)。集熱（聚光）系統(tǒng)：集熱系統(tǒng)是光熱系統(tǒng)的核心，其主要由聚光裝置、接收器、跟蹤機構等部件構成。而其中，聚光裝置又為集熱系統(tǒng)的核心組件，其在中央控制系統(tǒng)操控下，可追蹤太陽位置，收集并向接收器反射最大量的陽光。聚光裝置中的聚光鏡、定日鏡的反

6、射率、焦點偏差等均能影響發(fā)電效率，對設計、生產(chǎn)、安裝技術要求較高，過去被海外廠家壟斷，而目前國產(chǎn)聚光鏡效率可以達 94%，與進口產(chǎn)品差距較小，具備國產(chǎn)潛力。吸熱系統(tǒng)：吸熱系統(tǒng)的功能為收集集熱裝置產(chǎn)生的熱能，并利用導熱介質將熱能傳送給蓄熱系統(tǒng)。儲換熱系統(tǒng)：蓄熱裝置通常由絕熱材料包覆的蓄熱器及價格低廉、比熱容高的儲熱介質構成，其主要作用是白天將光熱能儲存，夜間通過熱交換系統(tǒng)將熱能釋放，并通過發(fā)電機最終轉化為電能，實現(xiàn)光伏電站的夜間發(fā)電及調峰調頻。發(fā)電系統(tǒng)：光熱發(fā)電系統(tǒng)與火力發(fā)電系統(tǒng)技術具有一致性，市場成熟度較高，二者均通過高質量過熱蒸氣推動汽輪機做功，從而將機械能轉化為電能。圖 5：光熱儲能電站原

7、理圖資料來源：cnki 毛岳珂著太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)原理及分類，圖 6：光熱儲能電站主要結構展示資料來源：2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，表 2：光熱發(fā)電系統(tǒng)分類及其原理、 光熱系統(tǒng)：槽式現(xiàn)為主流，塔式前景廣闊按照光能聚集的方式，光熱發(fā)電系統(tǒng)可分為塔式光熱發(fā)電、槽式光熱發(fā)電、碟式光熱發(fā)電和線性菲涅爾式光熱發(fā)電四類。發(fā)電原理示意圖項目圖片塔式光熱發(fā)電槽式光熱發(fā)電碟式光熱發(fā)電線性菲涅爾式光熱發(fā)電資料來源：陶仕梅等著太陽能光熱發(fā)電技術綜述，首航高科官網(wǎng)，整理塔式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：塔式系統(tǒng)是利用眾多定日鏡，將太陽熱輻射反射到置于高塔頂部的集熱器上，加熱傳熱流體（主要為熔融鹽），高溫傳熱流體通過蒸

8、汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生過熱蒸汽推動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：槽式系統(tǒng)將多個槽型拋物面聚光集熱器串并聯(lián)排列，連續(xù)加熱位于焦線位置的導熱流體（主要為導熱油），進而產(chǎn)生過熱蒸汽驅動發(fā)電機組發(fā)電。碟式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：碟式系統(tǒng)利用驅動裝置自動跟蹤太陽，并用碟形聚光器將太陽光聚集到焦點處的吸熱器上，最后通過斯特林循環(huán)或者布雷頓循環(huán)實現(xiàn)發(fā)電。由于其單體較小，常用于空間太陽能站。線性菲涅耳式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)：菲涅爾系統(tǒng)使用多個跟蹤太陽運動的條形平面鏡代替拋面鏡，將太陽輻射聚集到吸熱管上，加熱傳熱流體（通常為水/蒸汽），并通過熱力循環(huán)進行發(fā)電。菲涅爾式碟式槽式塔式表 3：各類光熱發(fā)電系統(tǒng)對比一覽傳熱介質

9、熔融鹽、水/蒸汽導熱油、熔融鹽、水/蒸汽熔融鹽水/蒸汽聚焦技術點聚焦線聚焦點聚焦線聚焦聚光比300-150050-100600-3000 25-100溫度500-1200350-740700-1000 270-550峰值效率23%21%31%20%適宜規(guī)模30-100MW30-354MW5-25MW10-320MW儲能可儲熱可儲熱不可儲熱可儲熱動力循環(huán)模式商業(yè)化程度朗肯循環(huán)、布雷頓循環(huán)朗肯循環(huán)斯特林循環(huán)朗肯循環(huán)大規(guī)模、大容量商業(yè)化應用模塊化或聯(lián)合運營商業(yè)化應用分布式小規(guī)模發(fā)電示范項目，商業(yè)化規(guī)模小不足塔式發(fā)電成本高熱量及阻力損失較大碟式聚光鏡造價貴，單機容量小溫差大，易引發(fā)吸熱管破碎資料來源：

10、張福君等著綜述太陽能光熱發(fā)電技術發(fā)展，整理我國新簽光熱儲能項目中，塔式光熱占比相對較高。槽式技術成熟較早，專利多為歐美壟斷，目前歷史裝機量較大。截至 2022 年年初，全球光熱電站項目中，槽式項目達 82 個，塔式項目僅 31 個3。截至 2021 年，我國已建成光熱項目中，塔式及槽式的占比分別為 60%及 28%。圖 7：2021 年全球各類光熱電站分布圖 8：2021 年中國已建成光熱項目分類占比資料來源：SolarPACES，資料來源：CSTA，3據(jù)美國能源部國家可再生能源實驗室(NREL)、 我國光熱儲能電站發(fā)展歷程中國光熱發(fā)電“兩沉兩浮”。1）蹣跚起步。中國光熱發(fā)電初次嘗試發(fā)生在十多

11、年前的內(nèi)蒙古鄂爾多斯，彼時政府擬籌劃在當?shù)亟ㄔO一個 50MW 級光熱示范電站，并于 2006 年召開的中德科技論壇上升級為中德合作項目，但受制于技術水平和發(fā)電成本等因素，項目逐漸被擱置。2）焰火重燃。2016 年，國家能源局發(fā)布國家能源局關于建設太陽能熱發(fā)電示范項目的通知，確定了首批 20 個太陽能熱發(fā)電示范項目，重燃市場對光熱發(fā)電的熱情，后續(xù)中控青海德令哈項目 10MW 塔式、首航敦煌 10MW 塔式等一系列項目拉動光熱發(fā)展進入快車道。3）再陷低谷。隨著 18 年底示范電價退坡機制的啟動，19-20 年光熱項目建設再次陷入停滯。4）峰回路轉。21 年開始，隨著國家“雙碳”戰(zhàn)略的逐步深入，光熱

12、 儲能具備比較優(yōu)勢，行業(yè)關注度逐漸回升，有望迎再次發(fā)展。圖 9：中國光熱行業(yè)發(fā)展歷程圖資料來源：CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，整理并繪制表 4：我國已投運光熱發(fā)電項目一覽項目名稱投運日期裝機容量（MW）儲能時長（h）項目地點青海中控 10MW 塔式太陽能熱發(fā)電站2013/7/1102青海中廣核德令哈 50MW 光熱項目2018/6/30509青海首航節(jié)能敦煌 100MW 熔鹽塔式光熱項目2018/12/2810011甘肅青海中控德令哈 50MW 光熱項目2018/12/30507青海魯能海西格爾木 50MW 熔鹽塔式光熱項目2019/9/195012青海中電建青海共和 50MW 光熱發(fā)電項目2

13、019/9/19506青海中電哈密 50MW 塔式光熱發(fā)電項目2019/12/295013新疆敦煌熔鹽線菲 5 萬千瓦光熱發(fā)電示范項目2019/12/315015甘肅中核龍騰烏拉特中旗 100MW 槽式光熱電站2020/1/810010內(nèi)蒙古玉門鑫能 50MW 光熱項目2021/12/30509甘肅資料來源：北極星太陽能光熱網(wǎng)，CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，CSTA 等，整理2、光熱儲能電站將進入發(fā)展快車道、 政策鼓勵，光熱儲能綻放2021 年，在經(jīng)歷了近兩年的市場沉寂期后，中國光熱發(fā)電行業(yè)迎來了承上啟下的新元年。隨著新能源裝機規(guī)模不斷擴張，光熱發(fā)電“儲發(fā)一體”優(yōu)勢凸顯，與 光伏、風電協(xié)同互補

14、，在清潔供電的同時保證電網(wǎng)的高效穩(wěn)定。而國家 21 年以來也不斷推出涵蓋光熱發(fā)電在內(nèi)的一系列指導性意見，助力光熱發(fā)電與風電、光伏的融合發(fā)展、聯(lián)合運行，以及儲熱型太陽能熱發(fā)電的發(fā)展。表 5：2021 年以來我國光熱發(fā)電相關政策主要內(nèi)容發(fā)布機構日期政策國務院關于加快建立健全綠色低碳循環(huán)發(fā)展2021/2/22國務院經(jīng)濟體系的指導意見國家電網(wǎng)公司發(fā)布“碳達峰、碳中和”行動方案2021/3/1國家電網(wǎng)提升可再生能源利用比例，大力推動風電、光伏發(fā)電發(fā)展 因地制宜發(fā)展水能、地熱能、海洋能、氫能、生物質能、光熱發(fā)電加快能源技術創(chuàng)新，提高新能源發(fā)電機組涉網(wǎng)性能，加快光熱發(fā)電技術推廣應用。提升靈活調節(jié)電源的比重，

15、建設調峰電源，發(fā)展“新能源+儲能”、光熱發(fā)電，提高系統(tǒng) 調節(jié)能力2021 年能源工作指導意見2021/4/19國家能源局2021 年風電、光伏發(fā)電量占全社會用電量比重達到 11%左右。推動有條件的光熱發(fā)電示范項目盡早建成并網(wǎng)。建立保障性并網(wǎng)、市場化并網(wǎng)等并網(wǎng)多元保障機制，對于保障性并網(wǎng)范圍以外仍有意愿并網(wǎng)的項目，可通過自建、關于 2021 年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關事項的通知關于 2021 年新能源上網(wǎng)電價政策有關事項的通知2021/5/11國家能源局2021/6/7國家發(fā)改委合建共享或購買服務等市場化方式落實并網(wǎng)條件后，由電網(wǎng)企業(yè)予以并網(wǎng)。并網(wǎng)條件主要包括配套新增的抽水蓄能、儲熱型光熱發(fā)電

16、、火電調峰、新型儲能、可調節(jié)負荷等靈活調節(jié)能力。2021 年起，新核準（備案）海上風電項目、光熱發(fā)電項目上網(wǎng)電價由當?shù)厥〖墐r格主管部門制定，具備條件的可通過競爭性配置方式形成，上網(wǎng)電價高于當?shù)厝济喊l(fā)電基準價的，基準價以內(nèi)的部分由電網(wǎng)企業(yè)結算。鼓勵各地出臺針對性扶持政策，支持光伏發(fā)電、陸上風電、海上風電光熱發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見2021/7/15國家發(fā)改委、國家能源局以需求為導向，探索開展儲氫、儲熱及其他創(chuàng)新儲能技術的研究和示范應用。鼓勵發(fā)電企業(yè)通過自建或購買調峰儲能能力的方式，增加關于鼓勵可再生能源發(fā)電企業(yè)自建或購買調峰能力2021/8/10增加并網(wǎng)規(guī)

17、模的通知國務院關于印發(fā) 2030 年前碳達峰國家發(fā)改委、國家能源局可再生能源發(fā)電裝機并網(wǎng)規(guī)模。鼓勵多渠道增加調峰資源。承擔可再生能源消納對應的調峰資源，包括抽水蓄能電站、化學儲能等新型儲能、氣電、光熱電站、靈活性制造改造的煤電。在能源綠色低碳轉型行動方面指出，將積極發(fā)展太陽能光熱發(fā)電，推動建立光熱發(fā)電與光伏發(fā)電、風電互補調節(jié)的行動方案的通知2021 年 10 月國務院風光熱綜合可再生能源發(fā)電基地。在推進綠色低碳科技創(chuàng)新行動方面則明確，要加快先進適用技術研發(fā)和推廣應用。其中包含推進熔鹽儲能供熱和發(fā)電示范應用。鼓勵重大創(chuàng)新示范，各省級能源主管部門應在確保安全前關于推進 2021 年度電力源網(wǎng)荷儲一

18、體化和多能互補發(fā)展工作的通知2021/11/10國家能源局綜合司提下，以需求為導向，優(yōu)先考慮含光熱發(fā)電、氫能制輸儲用、梯級電站儲能、抽氣蓄能、電化學儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等新型儲能示范的“一體化”項目。資料來源：2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理、 光熱儲能電站成本已有顯著下降技術成熟+國產(chǎn)光熱度電成本不斷下降。近年來可再生能源發(fā)電成本不斷下降，部分已低于傳統(tǒng)化石能源發(fā)電成本，據(jù)國際可再生能源機構(IRENA)報告顯示：2010-2020 年，全球光伏電站發(fā)電平均成本降幅最大，達 85%；光熱發(fā)電系統(tǒng)其次，約為 68%。在技術路徑不斷成熟、供應鏈不斷完善以及核心器材國產(chǎn)的綜合邏

19、輯下，我國光熱發(fā)電有望擺脫過去經(jīng)濟性不強的局面，疊加“風光儲大基地”4戰(zhàn)略，度電成本在未來幾年將持續(xù)快速下降。圖 10：2010-2020 年全球各類新能源發(fā)電成本變化情況資料來源：IRENA，CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，根據(jù)國際經(jīng)驗，技術進步對光熱儲能電站成本降低的貢獻率約 42%，規(guī)?；呢暙I率約 37%，批量生產(chǎn)的貢獻率約 21%。根據(jù)可勝技術的數(shù)據(jù)，在理想情況下，由于規(guī)?；l(fā)展帶來的電站總投資整體下降幅度可達 18.4%27.6%。表 6：光熱發(fā)電設備購置部分成本下降途徑設備成本下降途徑電站造價降低值（，絕對值）聚光場定日鏡：用鋼量降低、生產(chǎn)效率提高、新的傳動結構、競爭效益；鏡場控制

20、系統(tǒng)：軟件、硬件成本下降10.7%15.4%吸熱器系統(tǒng)材料國產(chǎn)化、加工優(yōu)化及產(chǎn)業(yè)規(guī)模化1.03%1.49%儲換熱系統(tǒng)儲罐設計優(yōu)化、加工成熟、集中采購；熔鹽閥門及熔鹽泵國產(chǎn)化；運維費降低；熔鹽規(guī)?；l(fā)展3.59%5.66%熱力發(fā)電系統(tǒng)設計優(yōu)化、集中采購1.4%2.1%資料來源：2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理4 2021 年 3 月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布關于推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導意見，提出積極實施存量“風光水火儲一體化”提升，穩(wěn)妥推進增量“風光水（儲）一體化”，探索增量“風光儲一體化”，嚴控增量“風 光火（儲）一體化”的策略。、 光熱儲能電站：穩(wěn)定發(fā)電為

21、其核心優(yōu)勢新能源發(fā)電痛點在于波動較大，對電網(wǎng)負荷造成沖擊在火力發(fā)電主導的傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中，電能的供應曲線相對穩(wěn)定，但用電曲線在年內(nèi)、日內(nèi)存在多次峰谷波動。此前通過“了解需求側、控制發(fā)電側”的基本策略， 預判用電高峰，預設發(fā)電出力計劃，可較好解決電能供需錯配問題。近年，隨著可再生能源發(fā)電裝機比例的提升給發(fā)電側增添了諸多不可控、不穩(wěn)定因素。風電、光伏發(fā)電受制于自然條件因素，常具有波動性、隨機性、反調峰性等特點，而其 “極熱無風、晚峰無光5”等弊病早已是“老生常談”。據(jù)國家電網(wǎng)測算，2035 年前，我國風電、光伏裝機規(guī)模將分別達 7 億、6.5 億千瓦，而所帶來的日最大波動率預計分別達 1.56 億、

22、4.16 億千瓦，大大超出電網(wǎng)調節(jié)能力。我國電網(wǎng)迫切需要重新構建調峰體系，以具備應對新能源 5 億千瓦左右的日功率波動的調節(jié)能力。圖 11： 新能源發(fā)電與居民用電存在季節(jié)性偏差圖 12：新能源發(fā)電與居民用電存在日偏差資料來源：Wind，資料來源：李宏仲等著考慮經(jīng)濟性的日前風電消納動態(tài)評估方法，儲能系統(tǒng)6具備平滑波動、削峰填谷能力，是新能源發(fā)電的重要穩(wěn)定器儲能技術是應對以風、光為主的新能源系統(tǒng)波動性、間歇性的有效技術。成熟的儲能技術在發(fā)電側可平滑風光電系統(tǒng)的波動，從而提高并網(wǎng)風電、光電系統(tǒng)的電能質量和穩(wěn)定性，改善新能源發(fā)電波動性等短板；在電網(wǎng)側、用戶側，儲能技術可很好地解決電能供需錯配問題，從而

23、減少電網(wǎng)短時承壓過高或峰時用電不足帶來的安全性、穩(wěn)定性問題，并有效消納可再生能源，避免“棄風棄光”現(xiàn)象。5我國電網(wǎng)負載高峰多見于晚間時段和夏季，而晚間光伏發(fā)電無法工作，夏季風力發(fā)電功率較低，新能源發(fā)電與電網(wǎng)負載形成日內(nèi)、季節(jié)間錯峰。6儲能系統(tǒng)是通過特定的裝置或物理介質，在電網(wǎng)低負荷時段將電能轉化為不同形式的能量儲存起來，在高負荷時段將能量釋放，從而減輕電網(wǎng)波動的技術。按照儲能介質進行分類，可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學類儲能、熱儲能和化學類儲能。圖 13： 儲能系統(tǒng)的“削峰填谷”作用圖 14： 儲能設備降低火電裝機容量原理圖（以孤島電站為例）資料來源：世紀新能源網(wǎng)，資料來源：cnki

24、常樂等著儲能在能源安全中的作用，儲能系統(tǒng)還可降低調峰調頻能耗，并作為備用電力保障用電安全。傳統(tǒng)火電調峰調頻中，煤電機組為滿足調峰能力，往往增加發(fā)電容量以具備應對尖峰負荷的能力，但這使得火電機組經(jīng)常無法達到滿發(fā)狀態(tài)；同時火力發(fā)電對電網(wǎng)調頻AGC 信號響應具有滯后性，嚴重影響機組運行經(jīng)濟性。而儲能系統(tǒng)充放電靈活、反應速度快，可大幅降低備用火力發(fā)電機組容量，并對調峰信號快速反應，大大提高了電網(wǎng)運行效率。此外，儲能系統(tǒng)還可作為應對電力突發(fā)情況，滿足緊急用電的備用電源，具備一定的能源安全價值。儲發(fā)一體帶來的穩(wěn)定發(fā)電為光熱儲能電站的最大優(yōu)勢相比于風電-抽水蓄能、光伏發(fā)電-蓄電池蓄電等儲發(fā)分離系統(tǒng)，光熱電站

25、集二者于一身，可以像傳統(tǒng)火力發(fā)電廠一樣生產(chǎn)出電網(wǎng)友好型的可調度電力，以滿足早晚高峰、尖峰時段等多情景下的用電需求；通過人為設置儲能時長及發(fā)電機的負載功率，可實現(xiàn) 24 小時連續(xù)、穩(wěn)定供電。我國 2018 年并網(wǎng)的 3 座商業(yè)化太陽能熱發(fā)電示范項目中，太陽能熱發(fā)電機組調峰深度最大可達 80%；爬坡速度快，升降負荷速率可達每分鐘 3%-6%額定功率，冷態(tài)啟動時間 1 小時左右、熱態(tài)啟動時間約 25 分鐘，可 100%參與電力平衡，部分替代化石類常規(guī)發(fā)電機組，對保障高比例可再生能源電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行具有重要價值。電力規(guī)劃設計總院以目前新疆電網(wǎng)為例進行過模擬計算，假設建設 100 萬千瓦500 萬千瓦

26、不同規(guī)模的光熱儲能電站，可減少棄風棄光電量10%38%。清華大學能源互聯(lián)網(wǎng)研究院研究結果顯示，如果安裝 22GW 光伏和 7GW 風電，青海電網(wǎng)在豐水期可連續(xù) 3 日全清潔能源供電（包括省內(nèi)負荷及特高壓外送河南）；如果在此基礎上配置 4GW 光熱儲能電站，青海省在豐水期可實現(xiàn)創(chuàng)紀錄的連續(xù) 30 日全清潔能源供電。西北風光大基地場景，光熱儲能電站與之匹配度最高熔融鹽是光熱儲能的首選傳熱儲熱介質。傳熱蓄熱技術是光熱發(fā)電關鍵技術之一，而傳熱介質的工作性能直接影響系統(tǒng)的效率和應用前景。目前槽式光熱電站的工作溫度一般不超過 400C，塔式光熱電站則在 550C 以上，在這一溫度區(qū)間，熔融鹽相比水/水蒸氣

27、、液態(tài)金屬等，具有較高的使用溫度、高熱穩(wěn)定性、高比熱容、高對流傳熱系數(shù)、低粘度、低飽和蒸汽壓、低價格等一系列優(yōu)點，是光熱電站傳熱和儲熱介質的首選。據(jù) CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)統(tǒng)計，在國內(nèi)首批 20 個光熱發(fā)電示范項目中，18 個采用熔鹽儲能；已備案新增 92 個光熱發(fā)電站清單中，86 個將采用熔鹽儲能。相比于其他儲能方式，熔融鹽儲能與大基地-光電系統(tǒng)匹配度最高。光伏、光熱基地多位于干旱且平坦的戈壁、荒漠，不具備開展抽水蓄能、空氣壓縮儲能等項目的地質條件。大基地發(fā)電量較大且工作環(huán)境惡劣，對造價高、壽命短、溫度敏感的電化學儲能形成嚴峻考驗。相比之下，熔融鹽儲能既能滿足儲能容量大、儲時長的要求，

28、又具備經(jīng)濟性，并能在嚴酷的自然條件下安全平穩(wěn)運行 25-30 年；其腐蝕性的劣勢，則通過提高熔鹽品質、使用防腐蝕材料等得到明顯改善。表 7：部分主流儲能方式對比一覽儲能方式類別優(yōu)點缺點應用場景抽水蓄能機械儲能功率大、壽命長、容量大、技術成熟、運行成本低壓縮空氣儲能機械儲能容量大、工作時間長、充放電次數(shù)多、壽命長飛輪儲能機械儲能功率密度高、壽命長、環(huán)境友好、響應速度快鋰電池儲能電化學儲能能量密度高、響應速度快、環(huán)境適應性強、重量輕鉛酸蓄電池儲能電化學儲能技術成熟、結構簡單、價格低鈉硫電池儲能電化學儲能能量密度高、循環(huán)壽命長、功率特性好、響應速度快液流電池儲能電化學儲能壽命長、安全性好、環(huán)境友好、

29、響應速度快超導儲能電磁儲能響應速度快、功率密度高、充放電快超級電容儲能電磁儲能效率高、維護成本低、壽命長、響應速度快能量密度低，受地形約束大，總投資高效率相對較低、建站條件較苛刻、響應慢能量密度低、自放電率高、技術不成熟壽命較短(5-8 年)、成本較高、功率較小、存在安全風險不宜深度充放電和大規(guī)模 放電、壽命短、污染環(huán)境 由于采用液態(tài)鈉，穩(wěn)定性較差、存在工作溫度限制能量密度低、響應速度不快材料昂貴、運營成本高、能量密度低、維護復雜投資成本高、能量密度低、儲存能量不大日負荷調節(jié)、頻率控制、緊急事故備用調峰、系統(tǒng)備用頻率控制、UPS提升電能質量、備用電源、移動設備供電提升電能質量、電站備用提升電能

30、質量、UPS、調峰、可再生儲能固定式大規(guī)模儲能大功率激光器、輸配電穩(wěn)定、電能質量控制移動通信基站、衛(wèi)星通信系統(tǒng)谷電供暖、光熱發(fā)電、調峰有一定腐蝕性安全性好、儲存能量大、儲存時間較長、環(huán)境友好、平均成本低熱儲能熔融鹽儲能資料來源：中國抽水蓄能網(wǎng)，北極星儲能網(wǎng)，格瑞普電池等，整理圖 15： 全球已投運儲能項目分類占比（截至 2020 年）圖 16： 2021 年中國各類儲能新增裝機規(guī)模占比資料來源：CNESA 全球儲能項目庫，資料來源：，、 光熱儲能還可應用于供暖及工業(yè)蒸汽等場景光熱制工業(yè)蒸汽，助力蒸汽價格與煤炭、天然氣價格解耦。工業(yè)蒸汽通常是由燃燒煤炭、天然氣加熱液態(tài)水產(chǎn)生過熱蒸汽制得，下游主要

31、用于滿足工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)的加熱需要，其一典型應用是在稠油開采領域的應用。稠油膠質瀝青含量高、粘度大、流動性差，需通過蒸汽熱采以獲得較好的經(jīng)濟效益。而在近年化石能源價格大幅上漲及優(yōu)化能源結構、降低能耗、減少碳排放的政策背景下，燃燒化石能源制備工業(yè)蒸汽逐漸喪失成本優(yōu)勢，使用太陽能集熱裝置來產(chǎn)生蒸汽的太陽能 EOR 具備廣闊前景。太陽能 EOR 的核心在于利用光熱發(fā)電的集熱技術實時產(chǎn)生過熱水蒸氣或將熱能儲存在蓄熱系統(tǒng)備用，通過此種方式，可大幅減少稠油開采成本并減少開采過程中的碳排放。對于光熱電站運營商，其聚光產(chǎn)生的熱能或無需轉化為電能并網(wǎng)售賣，而是僅通過蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)生工業(yè)蒸汽直接售賣給消毒、紡織企業(yè)，

32、減少了發(fā)電過程中大量的能耗損失，增加光熱收入。以光供暖、以光助農(nóng)，光熱發(fā)電不斷開發(fā)新型應用場景。以光熱大循環(huán)為主體，將產(chǎn)生的熱能儲存起來并在溫度較低時釋放，便可用于綠色小鎮(zhèn)的清潔供暖及恒溫蔬菜大棚冬日的溫度保持。近年國家不斷推進北方地區(qū)清潔供暖，打響關于冬季供暖的“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，光熱供暖在能源價格上漲和儲能問題解決的推動下， 經(jīng)濟性、實用性凸顯；而其應用在恒溫蔬菜大棚供暖，可大幅降低菜農(nóng)冬日種植蔬菜成本。圖 17： 2017 年至今中國動力煤、LNG 現(xiàn)貨價格變動情況圖 18：全球最大的太陽能 EOR 項目阿曼 Mirrah 項目資料來源：iFinD，（注：截至 2022 年 7 月 31 日

33、）資料來源：CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，3、 光熱儲能產(chǎn)業(yè)鏈梳理、 光熱儲能產(chǎn)業(yè)鏈梳理目前我國光熱發(fā)電裝備制造產(chǎn)業(yè)鏈已初步形成，涉及精密儀器制造、系統(tǒng)設計、軟件編程、水泥、鋼鐵、玻璃等一系列產(chǎn)業(yè)。國家首批光熱發(fā)電示范項目中，設備、材料國產(chǎn)化率超過 90%，而在青海中控德令哈 50MW 塔式光熱發(fā)電項目等部分項目中，設備和材料國產(chǎn)化率已達到 95%以上；2021 年，我國從事太陽能熱發(fā)電相關產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品和服務的企事業(yè)單位數(shù)量近 550 家，其中，太陽能熱發(fā)電行業(yè)特有的聚光、吸熱、傳儲熱系統(tǒng)相關從業(yè)企業(yè)數(shù)量約 320 家，約占總數(shù)量的 60%。圖 19：光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈及相關企業(yè)資料來源：CSTA，

34、2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理我們選取兩座塔式電站在制造階段的材料清單數(shù)據(jù)，主要包括：鏡場區(qū)、吸熱器系統(tǒng)、塔、蒸汽發(fā)生系統(tǒng)、儲熱&傳熱流體系統(tǒng)、基礎及輔助建筑、接線、管道（吸熱器系統(tǒng)管道以外）。帶有 17.5 小時儲熱以及不帶儲熱的容量塔式電站制造清單中使用的材料和重量如下表所示。表 8：110MW 塔式電站各類材料制造清單一覽部件塔式電站-無儲熱塔式電站-有儲熱單位鏡場區(qū)部件鍍膜平板玻璃3.31031.1104噸低合金鋼1.11043.6104噸鍍鋅件8.51042.7105平方米非合金鋼9.61023.1103噸潤滑油1.81025.7102噸混凝土3.01049.5104立

35、方米硅膠產(chǎn)品3.31011.1102噸吸熱器系統(tǒng)鋼筋1.41031.7103噸鋼，鉻鋼 18/8，熱軋1.61022.5102噸有機硅涂料310-1710-1噸基本的耐火材料1.01022.6102噸石棉71.21012.5101噸塔混凝土1.11041.9104立方米鋼筋2.11033.6103噸液壓挖掘機7.51031.3104立方米蒸汽發(fā)生系統(tǒng)鋼筋8.21018.2101噸低合金鋼1.01021.0102噸鋼，鉻鋼 18/8，熱軋3.51023.5102噸石棉8.410-28.410-2噸玻璃纖維2.31002.3100噸發(fā)電動力模塊（包括動力循環(huán)組件和水箱）鋼，鉻鋼 18/8，熱軋3.

36、21023.7102噸鋼筋1.81023.0102噸低合金鋼5.31025.3102噸非合金鋼7.51017.5101噸鑄鐵6.010-26.010-2噸銅1.81011.8101噸鋁6.21016.2101噸石棉21002100噸鍍鋅件6.11036.1103平方米儲熱&傳熱流體系統(tǒng)太陽能用硝酸鹽5.31035.6104噸鋼，鉻鋼 18/8，熱軋4.31011.2103噸鋼筋4.81021.4103噸石棉1.91025.8102噸基礎和輔助建筑混凝土3.21039.7103立方米鋼筋2.71028.0102噸開挖，液壓挖掘機2.51037.4103立方米建筑，大廳1.61034.8103平方

37、米接線電纜7.81021.9103千米管道（吸熱器系統(tǒng)管道以外的）鋼筋2.721022.9102噸資料來源：CSTA，2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理目前主流裝機已較少使用石棉作為保溫材料不同形式及不同容量的光熱儲能造價結構不一，聚光、吸熱、儲能為核心光熱電站各部分、各原材料成本占比并不恒定。隨著電站規(guī)模變大/儲能時間增加，定日鏡數(shù)量/熔融鹽的用量會相應增加，帶動太陽島投資成本占比提升；但同時電站年利用小時數(shù)和所發(fā)電量都會有所提升，電站整體經(jīng)濟性將會提高，拉動發(fā)電成本下降。聚光、吸熱、儲熱子系統(tǒng)為光熱電站的核心，三者合計成本占比超 70%。圖 20：7 小時儲熱 50MW 塔式光熱

38、儲能電站投資組成圖 21：12 小時儲熱 100MW 塔式光熱儲能電站投資組成資料來源：CSTA，資料來源：可勝技術測算，表 9：我國光熱儲能電站示范項目概況項目簡稱儲熱時長（小時）初投資（億元）設計年發(fā)電量（億度）中廣核德令哈 50MW 槽式光熱項目9171.975首航高科敦煌 100MW 塔式項目11303.9青海中控德令哈 50MW 塔式項目710.881.46中電建青海共和 50MW 塔式項目612.221.569中能建哈密 50MW 塔式項目1316.41.983蘭州大成敦煌 50MW 線菲項目1516.882.14烏拉特中旗 100MW 槽式項目1028.83.92魯能格爾木多能互

39、補 50MW 塔式項目1219.861.6資料來源：CSTA，2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理表 10：我國已并網(wǎng)發(fā)電的 8 座商業(yè)化光熱儲能電站關鍵設備使用情況項目簡稱儲能時長（小時）反射鏡面積（平方米）熔鹽用量（噸）吸熱管用量（支）導熱油用量（噸）大成敦煌 50MW 線菲項目1512700002400022000/中能建哈密 50MW 塔式項目1371990216000/魯能格爾木 50MW 塔式項目1261000016000/首航敦煌川 100MW 塔式項目11140000030000/烏拉特 100MW 槽式項目10115000073130528007500中廣核德令哈 5

40、0MW 槽式項目962000036000275002000中控德令哈 50MW 塔式項目754270010093/中電建共和 50MW 塔式項目66003209300/小計691292221452310230010500資料來源：CSTA，2021 年中國太陽能熱發(fā)電行業(yè)藍皮書，整理在光熱系統(tǒng)專有的聚光、吸熱、儲熱子系統(tǒng)中，據(jù)可勝技術測算，材料成本占比50，包裝運輸、安裝等成本20；原材料中鋼材成本占比 53%，熔鹽成本占比 21%，玻璃成本占比 17%。、 光熱儲能市場空間分析據(jù)我們統(tǒng)計，目前我國已運行的 8 座商業(yè)化示范項目合計裝機容量 500MW，總投資 152 億元，單兆瓦投資 0.3

41、 億元；當前我國在建的光熱儲能電站項目達 19個，對應裝機容量 2695MW，考慮“招標-投資-裝機”周期為 2-3 年，我們測算 短期我國光熱儲能市場空間約為 808.5 億元8。表 11：我國當前在建光熱電站項目情況一覽項目簡稱儲能時長（小時）光熱裝機（MV）光伏裝機（MV）風電裝機（MV）開工時間青海眾控德令哈 135 兆瓦項目11.2135-2021 年 3 月敦煌 700MW“光熱儲能+光伏”一體化示范項目-100600-2021 年 4 月中國綠發(fā)青海格爾木烏圖美仁多能互補項目-3003000-2021 年 9 月青豫直流二期 5.3GW 風、光項目-300350015002021

42、 年 9 月海南、海西基地 210 萬千瓦光伏光熱項目-2001900-2021 年 10 月甘肅阿克塞75 萬千瓦“光熱+”示范項目-110640-2021 年 10 月玉門新奧 70 萬千瓦光熱儲能光伏風電示范項目1004002002021 年 11 月吉林通榆 700MW“光熱+光伏+風電”示范項目及新能源開發(fā)項目-1002004002021 年 11 月吉林大安 700MW“光熱+光伏+風電”示范項目及新能源開發(fā)項目-1002004002021 年 11 月中廣核青海德令哈200 萬千瓦光熱儲一體化項目64001600-2022 年 3 月金塔中光太陽能“10 萬千瓦光熱+60 萬千瓦

43、光伏”項目9100600-2022 年 3 月三峽恒基能脈瓜州 70 萬千瓦“光熱儲能+”項目-100200400-2022 年 5 月中廣核阿里“50MW 光熱+100MW 光伏”源網(wǎng)荷儲一體化熱電示范項目-50100-2022 年 6 月中國綠發(fā)阜康魯能 1GW 綠色能源大基地項目8100900-2022 年 7 月吐魯番市托克遜縣 10 萬千瓦光熱（儲能）+90 萬千瓦光伏示范項目-100900-2022 年 7 月新疆電建睿達新能源若羌縣 1GW 光熱儲能+光伏一體化示范項目-100900-2022 年 7 月新華精河 10 萬千瓦光熱+90 萬千瓦新能源項目8100900-2022

44、年 7 月新華博州 10 萬千瓦儲熱型光熱+90 萬千瓦新能源項目8100900-2022 年 7 月中國能建鄯善 1GW 光熱光伏一體化項目-100900-2022 年 7 月合計2695資料來源：CSTA，中國綠發(fā)，北極星太陽能光伏網(wǎng)，CSPPLAZA 光熱發(fā)電網(wǎng)，新華網(wǎng)，騰訊網(wǎng)，中國招標投標公共服務平臺，整理808.5(億元)=2695(MW)*0.3(億元/MW)，上述規(guī)模僅考慮發(fā)電場景，供暖及工業(yè)蒸汽場景的測算尚未涵蓋、 光熱儲能對光熱玻璃及保溫材料增量貢獻假設“十四五”期間，我國年均光熱裝機容量為 1GW，對應投資金額 250 億元。 玻璃方面，以上文中裝機容量 50MW、儲能 7 小時的塔式光熱項目為例（如圖 20），我們測算玻璃成本約占整機成本的 4%（78%聚光、吸熱、儲熱子系統(tǒng)30%原材料17%玻璃=4%），又考慮功率更大、儲能時長更久的電場中，鏡場成本占比更高，故假設玻璃成本平均約占總成本的 5%。經(jīng)測算，光熱裝機將帶來的玻璃年需求達 12.5 億元。目前國內(nèi)光熱玻璃的主要供應商為艾杰旭（大連），此外安彩高科也已具備批量生產(chǎn)能力。保溫材料方面，目前我國裝機容量 50MW、配置 7 小時儲熱系統(tǒng)的槽式光熱項目所需保溫材料的用量約為 2 萬立方，對應投資成本約為 4000 萬元；在“十四五”期間我國年均光熱裝機容量為 1GW 的假設下