中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
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(shí)。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(yáng)能等可再生能源的間歇性和不穩(wěn)定性對(duì)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(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)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(dòng)能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵。
儲(chǔ)熱技術(shù)，作為長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的重要分支，以其獨(dú)特的跨季節(jié)儲(chǔ)能能力和靈活的應(yīng)用場(chǎng)景，正逐漸成為支撐新型電力系統(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(dòng)，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(chǔ)熱技術(shù)的這些優(yōu)勢(shì)，使其在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域中占據(jù)了不可替代的地位。
儲(chǔ)熱技術(shù)的重要性
儲(chǔ)熱技術(shù)在長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)在于其能夠?qū)崿F(xiàn)能量的長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)和按需釋放，這一點(diǎn)對(duì)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(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能等其他技術(shù)相比，儲(chǔ)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(jìng)爭(zhēng)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(chǔ)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(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)比
圖片來(lái)源：M2 覓途咨詢(xún)
儲(chǔ)熱技術(shù)特點(diǎn)——長(zhǎng)時(shí)、靈活、成本低
1）長(zhǎng)時(shí)：儲(chǔ)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(chǔ)，甚至跨季儲(chǔ)能。
目前鋰電儲(chǔ)能的舒適區(qū)為1-4小時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)僅為2小時(shí)左右。而儲(chǔ)熱技術(shù)的典型儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)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(chǔ)能，實(shí)現(xiàn)超過(guò)抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)。
2）靈活：儲(chǔ)熱是靈活性最佳的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一
2.1 容量靈活：儲(chǔ)熱容量多變，從千瓦時(shí)級(jí)到吉瓦時(shí)級(jí)均有應(yīng)用，可以同時(shí)在表前和表后部署。
2.2 使用場(chǎng)景靈活：儲(chǔ)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(chǔ)熱系統(tǒng)通常無(wú)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(chǎng)景。
2.3 部署靈活：與抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能相比，儲(chǔ)熱無(wú)需借用地勢(shì)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(lài)性較低。
3）成本低：儲(chǔ)熱是成本最低的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)之一。
在成本方面，氫儲(chǔ)能系統(tǒng)成本約在13000-25000元/kW，抽水蓄能和壓縮空氣儲(chǔ)能投資功率成本約為5000-8000元/kW，而儲(chǔ)熱成本約5000/kW，成本較低。
儲(chǔ)熱技術(shù)市場(chǎng)應(yīng)用
以光熱電站的熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)為代表的大型儲(chǔ)熱系統(tǒng)已在全球范圍內(nèi)成功部署，證明了儲(chǔ)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(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2023年全球儲(chǔ)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(guó)儲(chǔ)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(zhǎng)69.6%，占儲(chǔ)能裝機(jī)總量的1.1%
顯熱是目前主流的技術(shù)路線
儲(chǔ)熱技術(shù)的核心在于其儲(chǔ)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(chǔ)能機(jī)制和應(yīng)用場(chǎng)景，而材料的創(chuàng)新是提升儲(chǔ)熱效率和降低成本的關(guān)鍵。
下圖是M2覓途咨詢(xún)對(duì)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(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)、現(xiàn)有項(xiàng)目規(guī)模、儲(chǔ)熱密度、運(yùn)行溫度、壽命、價(jià)格等方面的對(duì)比。
主要儲(chǔ)熱材料技術(shù)路線對(duì)比
圖片來(lái)源：M2 覓途咨詢(xún)
通過(guò)上述對(duì)比可以發(fā)現(xiàn):
顯熱作為目前市場(chǎng)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(chǔ)能密度更高，但成本和技術(shù)成熟度仍是挑戰(zhàn)。
儲(chǔ)熱產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及創(chuàng)新發(fā)展
根據(jù)M2覓途咨詢(xún)研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)熱市場(chǎng)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(chǎng)集中度高，三條主要技術(shù)路線的CR10市場(chǎng)占有率均大于80%。
3) 國(guó)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?chǔ)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(xiàn)場(chǎng)壘磚），同時(shí)材料和設(shè)備基本完全國(guó)產(chǎn)化。
三大顯熱技術(shù)路線項(xiàng)目指標(biāo)對(duì)比
圖片來(lái)源：M2覓途咨詢(xún)
通過(guò)上述項(xiàng)目指標(biāo)的對(duì)比，M2覓途咨詢(xún)也總結(jié)歸納了儲(chǔ)熱領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向：
儲(chǔ)熱領(lǐng)先企業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展方向
圖片來(lái)源：M2覓途咨詢(xún)
儲(chǔ)熱技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
據(jù)伯明翰大學(xué)儲(chǔ)能研究中心一項(xiàng)研究顯示，全球用戶(hù)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(chǔ)存進(jìn)行。
而在中國(guó)，預(yù)計(jì)到2025年，僅制造業(yè)的熱力需求就將達(dá)到79 EJ（約21946.2 TWh），大范圍、多樣化的用熱場(chǎng)景也為寬溫域、多容量的儲(chǔ)熱技術(shù)提供了充分的應(yīng)用空間。
制造業(yè)熱力消費(fèi)量 單位：EJ
圖片來(lái)源：M2覓途咨詢(xún)
儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)熱能夠?qū)崿F(xiàn)熱電解耦，即對(duì)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(chǔ)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(chǔ)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
圖片來(lái)源：《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書(shū)》
結(jié)語(yǔ)
儲(chǔ)熱技術(shù)是實(shí)現(xiàn)全球能源轉(zhuǎn)型和應(yīng)對(duì)氣候變化的重要工具。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的逐漸成熟，儲(chǔ)熱技術(shù)有望在未來(lái)的能源系統(tǒng)中扮演更加關(guān)鍵的角色。
