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自带储能的新风口光热储能迎来发展新浪潮产业链深度梳理

发布时间:2022-09-18 来源:bobapp苹果版 作者:bob投注下载


  前言:前段时间关于光热储能的讨论比较多,和光伏相比光热的最大特点在于它自己就具备储能功能,今天来详细聊聊光热储能行业。本篇主要先来梳理一下产业链和细分赛道等内容,在《光热储能系列二》中我再补充其他的都内容。

  重申下,所有的内容来自于公开的渠道(不是所有的公开渠道大家都能接触到),如果有涉及商业利益的,请联系本人调整。

  近日相关部门发布数据称今年上半年,我国可再生能源发电新增装机5475万千瓦,占全国新增发电装机的80%。在“双碳”大背景下我国积极的发展可再生能源,相关数据也表明我国在发展可再生能源方面取得了巨大的成功。在可再生能源发展的各种类型中,太阳能的细分赛道光热发电潜力很大,下面就来聊聊光热发电。

  光热发电和光伏发电一样都是是太阳能发电的主要形式。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应,将光能直接转变为电能的技术;而光热发电则是通过利用大规模的集热镜和传统的蒸汽发电机热力循环做功,将光能先转化为热能,再转化为机械能,并最终产生电能的技术。

  因为光热发电特有的光热转换过程,也使光热发电自带储能本领。随着新能源装机规模不断扩张,光热发电“储发一体”优势凸显,光热储能逐渐进入机遇期。

  目前我国光热发电装备制造产业链已初步形成,涉及精密仪器制造、系统设计、软件编程、水泥、钢铁、玻璃等一系列产业。

  光热电站各 部分、各原材料成本占比并不恒定。随着电站规模变大/储能时间增加,定日镜数量/熔融盐的用量会相应增加,带动太阳岛投资成本占比提升;但同时电站年利用小时数和所发电量都会有所提升,电站整体经济性将会提高,拉动发电成本下降。 聚光、吸热、储热子系统为光热电站的核心,三者合计成本占比超 70% 。

  国家首批光热发电示范项目中,设备、材料国产化率超过 90%,而在青海中控德令哈 50MW 塔式光热发电项目等部分项目中,设备和材料国产化率已达到 95%以上;2021 年,我国从事太阳能热发电相关产业链产品和服务的企事业单位数量近 550 家,其中,太阳能热发电行业特有的聚光、吸热、传储热系统相关从业企业数量约 320 家,约占总数量的 60%。

  这里以塔式光热发电为例来梳理光热发电的细分赛道,一个塔式光热电站包含聚光系统、吸热系统、储换热系统和发电系统,其中聚光系统、吸热系统和储换热系统的技术要求更高,而发电系统与常规火电系统类似,技术较为成熟。塔式光热电站的投资成本中, 聚光系统、储换热系统合计占比近 70%。

  聚光系统的技术要求更高,据可胜技术测算,一个塔式光热发电站的聚光系统成本占比为51.4%;而一个 12h 储热时长 100MW 的塔式光热电站的总投资一般在 25~30 亿元之间,按照 30 亿元计算,聚光系统的成本达到 15.42亿元。

  一个塔式光热发电站的储换热系统成本占比为17.88%;而一个 12h 储热时长 100MW 的塔式光热电站的总投资一般在 25~30 亿元之间,按照 30 亿元计算,储换热系统5.36亿元

  保温是光热储能的重中之重,由于光热发电系统的运行温度普遍较高,若发生熔融盐等导热、储热材料析出凝固,将会严重威胁电站运行的经济性与稳定性。光热电站保温范围广,对储换热系统的保温材料质量要求高,而这也同样带来了保温材料方面的机遇。目前光热发电系统中使用的保温材料主要包括陶瓷纤维制品、岩棉保温毡、硅酸铝板、硅酸镁板、气凝胶等。

  陶瓷纤维有望成为光热电站的首选保温材料,充分受益于光热发电行业的成长。陶瓷纤维早在 2012 年已经成功应用于全球最大的塔式光热电站 Ivanpah 光热发电项目,按 40%的渗透率进行保守测算,2021-2025年有望带来 8.29 亿元的陶瓷纤维新增需求,平均每年增加 1.66 亿元的陶纤需求,相当于当年国内市场总量的 3%左右。

  在此对光热电站领域 2021-2025 年的新增需求进行了汇总,根据行业建设规模,采用三种不同情形的假设,测算得到该领域在悲观、中性、乐观假设下分别将直接新增陶瓷纤维需求 8.29 亿元、12.43 亿元和 16.58 亿元。

  假设“十四五”期间,我国年均光热装机容量为 1GW,对应投资金额 250 亿元。玻璃方面,以装机容量 50MW、储能 7 小时的塔式光热项目为例(如图20),预计玻璃成本约占整机成本的 4%(78%聚光、吸热、储热子系统×30%原材料×17%玻璃=4%),又考虑功率更大、储能时长更久的电场中,镜场成本占比更高,故假设玻璃成本平均约占总成本的 5%。经测算,光热装机将带来的玻璃年需求达 12.5 亿元。

  小结:光热储能的应用场景不仅限于电力场景,亦可为工商业提供工业蒸汽、供暖等,在新能源装机大幅增长的背景下,光热储能电站迎来快速发展。

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