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引言
在全球化的能源轉型浪潮中，構建一個可持續(xù)和清潔的能源系統(tǒng)已成為全球共識。隨著“碳達峰”和“碳中和”目標的提出，我們正步入一個以可再生能源為主導的新時代。
然而，風能和太陽能等可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性對現有電力系統(tǒng)構成了前所未有的挑戰(zhàn)。在此背景下，長時儲能技術的戰(zhàn)略地位日益凸顯，成為確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和推動能源轉型的關鍵。
儲熱技術，作為長時儲能的重要分支，以其獨特的跨季節(jié)儲能能力和靈活的應用場景，正逐漸成為支撐新型電力系統(tǒng)構建的中堅力量。
它不僅能夠平滑可再生能源的波動，還能提供必要的電網調節(jié)服務，增強系統(tǒng)的靈活性和可靠性。儲熱技術的這些優(yōu)勢，使其在長時儲能領域中占據了不可替代的地位。
儲熱技術的重要性
儲熱技術在長時儲能領域的優(yōu)勢在于其能夠實現能量的長時間存儲和按需釋放，這一點對于平衡電網負荷和提高能源利用效率至關重要。
與氫儲能、壓縮空氣儲能等其他技術相比，儲熱技術在經濟性、技術成熟度和環(huán)境適應性方面展現出顯著的競爭力。特別是在大規(guī)模能量調度和電網穩(wěn)定性方面，儲熱技術提供了一種成本效益高、可靠性強的解決方案。
主要長時儲能技術對比
圖片來源：M2 覓途咨詢
儲熱技術特點——長時、靈活、成本低
1）長時：儲熱技術能夠實現從數小時到數月的能量存儲，甚至跨季儲能。
目前鋰電儲能的舒適區(qū)為1-4小時，平均儲能時長僅為2小時左右。而儲熱技術的典型儲能時長為數小時到數月不等，甚至可以利用地埋等方法實現跨季節(jié)儲能，實現超過抽水蓄能和壓縮空氣儲能的儲能時長。
2）靈活：儲熱是靈活性最佳的長時儲能技術之一
2.1 容量靈活：儲熱容量多變，從千瓦時級到吉瓦時級均有應用，可以同時在表前和表后部署。
2.2 使用場景靈活：儲熱的火災、爆炸等安全風險較低，目前實現商業(yè)化的儲熱系統(tǒng)通常無需特殊維護，可以應用在火電調峰、工業(yè)供暖、民用供暖等多個場景。
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儲能技術之一。
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。
儲熱技術市場應用
以光熱電站的熔鹽儲熱系統(tǒng)為代表的大型儲熱系統(tǒng)已在全球范圍內成功部署，證明了儲熱技術在大規(guī)模能量管理和電網穩(wěn)定中的有效性。
根據中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會數據，2023年全球儲能累計裝機功率約為294.1GW，其中蓄冷蓄熱累計裝機量約為4.6GW，占比為1.6%.
而中國儲能累計裝機功率約為83.7GW。其中，蓄冷蓄熱累計裝機功率約為930.7MW，同比增長69.6%，占儲能裝機總量的1.1%
顯熱是目前主流的技術路線
儲熱技術的核心在于其儲熱材料，包括顯熱、潛熱和熱化學材料。每種材料都有其獨特的儲能機制和應用場景，而材料的創(chuàng)新是提升儲熱效率和降低成本的關鍵。
下圖是M2覓途咨詢對顯熱、潛熱和熱化學材料三種技術路線從技術成熟度、儲熱時長、現有項目規(guī)模、儲熱密度、運行溫度、壽命、價格等方面的對比。
主要儲熱材料技術路線對比
圖片來源：M2 覓途咨詢
通過上述對比可以發(fā)現:
顯熱作為目前市場主流的技術路線，具有技術成熟度高、應用范圍廣的特點。
潛熱和熱化學材料雖然儲能密度更高，但成本和技術成熟度仍是挑戰(zhàn)。
儲熱產業(yè)現狀及創(chuàng)新發(fā)展
根據M2覓途咨詢研究發(fā)現，儲熱市場目前的特點是:
1) 企業(yè)集中在主要的三條顯熱技術路線：熔鹽、耐火磚和復合相變材料領域。
2) 市場集中度高，三條主要技術路線的CR10市場占有率均大于80%。
3) 國產化程度高，目前三條主要技術路線的頭部企業(yè)均為本土企業(yè)，主要因為儲熱的系統(tǒng)體積較大或有特殊的安裝需求（如耐火磚普遍需要現場壘磚），同時材料和設備基本完全國產化。
三大顯熱技術路線項目指標對比
圖片來源：M2覓途咨詢
通過上述項目指標的對比，M2覓途咨詢也總結歸納了儲熱領先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向：
儲熱領先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向
圖片來源：M2覓途咨詢
儲熱技術的未來發(fā)展
據伯明翰大學儲能研究中心一項研究顯示，全球用戶的終端需求中，熱/冷能需求約占總能耗的一半，全球能源預算中90%的能源也圍繞熱能的轉換、傳輸和儲存進行。
而在中國，預計到2025年，僅制造業(yè)的熱力需求就將達到79 EJ（約21946.2 TWh），大范圍、多樣化的用熱場景也為寬溫域、多容量的儲熱技術提供了充分的應用空間。
制造業(yè)熱力消費量 單位：EJ
圖片來源：M2覓途咨詢
儲熱技術技術在可再生能源消納、火電靈活性改造、清潔供熱等方面應用前景廣闊。
在可再生能源消納方面，儲熱可以消納部分風光電資源，降低電網的消納壓力；
火電靈活性改造方面，儲熱能夠實現熱電解耦，即對熱電機組進行適應性的深度調峰，將供熱產生的電負荷就近消納；
在清潔供熱方面，儲熱技術的安全性和穩(wěn)定性較高，能實現削峰填谷，從而降低生產成本。
隨著技術成熟度的提升和行業(yè)標準不斷完善，儲能技術有望在提高電網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
圖片來源：《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍皮書》
結語
儲熱技術是實現全球能源轉型和應對氣候變化的重要工具。隨著技術的不斷進步和市場的逐漸成熟，儲熱技術有望在未來的能源系統(tǒng)中扮演更加關鍵的角色。
