引言

在全球化的能源轉(zhuǎn)型浪潮中，構(gòu)建一個(gè)可持續(xù)和清潔的能源系統(tǒng)已成為全球共識。隨著“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)的提出，我們正步入一個(gè)以可再生能源為主導(dǎo)的新時(shí)代。

然而，風(fēng)能和太陽能等可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性對現(xiàn)有電力系統(tǒng)構(gòu)成了前所未有的挑戰(zhàn)。在此背景下，長時(shí)儲能技術(shù)的戰(zhàn)略地位日益凸顯，成為確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和推動能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。

儲熱技術(shù)，作為長時(shí)儲能的重要分支，以其獨(dú)特的跨季節(jié)儲能能力和靈活的應(yīng)用場景，正逐漸成為支撐新興電力系統(tǒng)構(gòu)建的中堅(jiān)力量。

它不僅能夠平滑可再生能源的波動，還能提供必要的電網(wǎng)調(diào)節(jié)服務(wù)，增強(qiáng)系統(tǒng)的靈活性和可靠性。儲熱技術(shù)的這些優(yōu)勢，使其在長時(shí)儲能領(lǐng)域中占據(jù)了不可替代的地位。

儲熱技術(shù)的重要性

儲熱技術(shù)在長時(shí)儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢在于其能夠?qū)崿F(xiàn)能量的長時(shí)間存儲和按需釋放，這一點(diǎn)對于平衡電網(wǎng)負(fù)荷和提高能源利用效率至關(guān)重要。

與氫儲能、壓縮空氣儲能等其他技術(shù)相比，儲熱技術(shù)在經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟度和環(huán)境適應(yīng)性方面展現(xiàn)出顯著的競爭力。特別是在大規(guī)模能量調(diào)度和電網(wǎng)穩(wěn)定性方面，儲熱技術(shù)提供了一種成本效益高、可靠性強(qiáng)的解決方案。

主要長時(shí)儲能技術(shù)對比

儲熱技術(shù)特點(diǎn)——長時(shí)、靈活、成本低

1）長時(shí)：儲熱技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)從數(shù)小時(shí)到數(shù)月的能量存儲，甚至跨季儲能。

目前鋰電儲能的舒適區(qū)為1-4小時(shí)，平均儲能時(shí)長僅為2小時(shí)左右。而儲熱技術(shù)的典型儲能時(shí)長為數(shù)小時(shí)到數(shù)月不等，甚至可以利用地埋等方法實(shí)現(xiàn)跨季節(jié)儲能，實(shí)現(xiàn)超過抽水蓄能和壓縮空氣儲能的儲能時(shí)長。

2）靈活：儲熱是靈活性最佳的長時(shí)儲能技術(shù)之一

2.1 容量靈活：儲熱容量多變，從千瓦時(shí)級到吉瓦時(shí)級均有應(yīng)用，可以同時(shí)在表前和表后部署。

2.2 使用場景靈活：儲熱的火災(zāi)、爆炸等安全風(fēng)險(xiǎn)較低，目前實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的儲熱系統(tǒng)通常無需特殊維護(hù)，可以應(yīng)用在火電調(diào)峰、工業(yè)供暖、民用供暖等多個(gè)場景。

2.3 部署靈活：與抽水蓄能和壓縮空氣儲能相比，儲熱無需借用地勢差或鹽穴、礦洞等特殊地形，通常只需要有空地即可使用，位置依賴性較低。

3）成本低：儲熱是成本最低的長時(shí)儲能技術(shù)之一。

在成本方面，氫儲能系統(tǒng)成本約在13000-25000元/kW，抽水蓄能和壓縮空氣儲能投資功率成本約為5000-8000元/kW，而儲熱成本約5000/kW，成本較低。

儲熱技術(shù)市場應(yīng)用

以光熱電站的熔鹽儲熱系統(tǒng)為代表的大型儲熱系統(tǒng)已在全球范圍內(nèi)成功部署，證明了儲熱技術(shù)在大規(guī)模能量管理和電網(wǎng)穩(wěn)定中的有效性。

根據(jù)中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2023年全球儲能累計(jì)裝機(jī)功率約為294.1GW，其中蓄冷蓄熱累計(jì)裝機(jī)量約為4.6GW，占比為1.6%.

而中國儲能累計(jì)裝機(jī)功率約為83.7GW。其中，蓄冷蓄熱累計(jì)裝機(jī)功率約為930.7MW，同比增長69.6%，占儲能裝機(jī)總量的1.1%

亞洲首座熱熔鹽塔式光熱電站

顯熱是目前主流的技術(shù)路線

儲熱技術(shù)的核心在于其儲熱材料，包括顯熱、潛熱和熱化學(xué)材料。每種材料都有其獨(dú)特的儲能機(jī)制和應(yīng)用場景，而材料的創(chuàng)新是提升儲熱效率和降低成本的關(guān)鍵。

下圖是M2覓途咨詢對顯熱、潛熱和熱化學(xué)材料三種技術(shù)路線從技術(shù)成熟度、儲熱時(shí)長、現(xiàn)有項(xiàng)目規(guī)模、儲熱密度、運(yùn)行溫度、壽命、價(jià)格等方面的對比。

主要儲熱材料技術(shù)路線對比

通過上述對比可以發(fā)現(xiàn):

顯熱作為目前市場主流的技術(shù)路線，具有技術(shù)成熟度高、應(yīng)用范圍廣的特點(diǎn)。

潛熱和熱化學(xué)材料雖然儲能密度更高，但成本和技術(shù)成熟度仍是挑戰(zhàn)。

儲熱產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及創(chuàng)新發(fā)展

根據(jù)M2覓途咨詢研究發(fā)現(xiàn)，儲熱市場目前的特點(diǎn)是:

1) 企業(yè)集中在主要的三條顯熱技術(shù)路線：熔鹽、耐火磚和復(fù)合相變材料領(lǐng)域。

2) 市場集中度高，三條主要技術(shù)路線的CR10市場占有率均大于80%。

3) 國產(chǎn)化程度高，目前三條主要技術(shù)路線的頭部企業(yè)均為本土企業(yè)，主要因?yàn)閮岬南到y(tǒng)體積較大或有特殊的安裝需求（如耐火磚普遍需要現(xiàn)場壘磚），同時(shí)材料和設(shè)備基本完全國產(chǎn)化。

三大顯熱技術(shù)路線項(xiàng)目指標(biāo)對比

通過上述項(xiàng)目指標(biāo)的對比，M2覓途咨詢也總結(jié)歸納了儲熱領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向：

儲熱領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向

儲熱技術(shù)的未來發(fā)展

據(jù)伯明翰大學(xué)儲能研究中心一項(xiàng)研究顯示，全球用戶的終端需求中，熱/冷能需求約占總能耗的一半，全球能源預(yù)算中90%的能源也圍繞熱能的轉(zhuǎn)換、傳輸和儲存進(jìn)行。

制造業(yè)熱力消費(fèi)量  單位：EJ

儲熱技術(shù)技術(shù)在可再生能源消納、火電靈活性改造、清潔供熱等方面應(yīng)用前景廣闊。

在可再生能源消納方面，儲熱可以消納部分風(fēng)光電資源，降低電網(wǎng)的消納壓力；

火電靈活性改造方面，儲熱能夠?qū)崿F(xiàn)熱電解耦，即對熱電機(jī)組進(jìn)行適應(yīng)性的深度調(diào)峰，將供熱產(chǎn)生的電負(fù)荷就近消納；

在清潔供熱方面，儲熱技術(shù)的安全性和穩(wěn)定性較高，能實(shí)現(xiàn)削峰填谷，從而降低生產(chǎn)成本。

隨著技術(shù)成熟度的提升和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)不斷完善，儲能技術(shù)有望在提高電網(wǎng)靈活性和可靠性方面發(fā)揮更大作用。

新型電力系統(tǒng)圖景展望