中國儲能網(wǎng)訊：在全球能源轉(zhuǎn)型加速推進的背景下，光熱發(fā)電因兼具清潔屬性與可調(diào)度性，正從新能源陣營的潛力股中加速崛起。
而熔鹽儲熱技術(shù)，作為光熱發(fā)電系統(tǒng)的“能量心臟”，徹底改變了太陽能“晝有夜無”的發(fā)電困境，讓光熱發(fā)電從看天吃飯的間歇性能源，升級為可穩(wěn)定供電的優(yōu)質(zhì)電源，成為破解電網(wǎng)對可再生能源消納難題的關(guān)鍵支撐。
2014年以來，中國無論是項目規(guī)模還是技術(shù)創(chuàng)新，均實現(xiàn)了在光熱儲能領(lǐng)域從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的蛻變。
青海中控德令哈50兆瓦熔鹽塔式光熱電站
熔鹽儲熱與光熱發(fā)電“精準匹配”
近年來，作為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、建設(shè)新型能源體系的關(guān)鍵支撐，我國的新型儲能裝機進入高速發(fā)展階段。
據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計，2025年1-9月，中國新型新增裝機31.77GW/85.11GWh，同比增長19.3%（功率）/28.41%（容量）。
其中，熔鹽儲熱具有大規(guī)模、長時間、安全穩(wěn)定以及不受選址限制的特點，是構(gòu)建未來新型電力系統(tǒng)中不可或缺的儲能技術(shù)之一。
該技術(shù)是利用熔融鹽作為儲熱介質(zhì)，通過其溫度變化或相變來存儲和釋放熱能，目前，熔鹽儲熱主要應(yīng)用于太陽能熱發(fā)電、火電靈活性改造及在工業(yè)園區(qū)或城市能源系統(tǒng)中提供綜合能源服務(wù)等場景。
其中，熔鹽儲熱與太陽能光熱發(fā)電的結(jié)合，實現(xiàn)了與能源需求的精準匹配。
與光伏、風(fēng)電的間歇性不同，光熱發(fā)電的核心原理是通過定日鏡將太陽能匯聚于吸熱器，熔鹽憑借高比熱容、寬工作溫度范圍、低蒸汽壓三大優(yōu)勢，成為能量儲存與傳輸?shù)膬?yōu)選載體。
在光照充足時，熔鹽吸收熱量升溫至500℃以上儲存于高溫罐，當光照減弱或夜間用電高峰來臨時，高溫熔鹽釋放熱量加熱水產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電，實現(xiàn) “儲熱即儲電”的靈活轉(zhuǎn)換。
這種模式可實現(xiàn)12至16小時甚至更長時間的持續(xù)發(fā)電，徹底打破了光伏、風(fēng)電 “發(fā)多少用多少”的被動局面，讓光熱發(fā)電具備了類似傳統(tǒng)火電的調(diào)度能力，可根據(jù)電網(wǎng)需求隨時調(diào)整輸出，填補了清潔電力在穩(wěn)定性上的短板，成為電網(wǎng)的 “穩(wěn)定器”和“充電寶”。
光熱發(fā)電的核心在于“聚光”與“換熱”，根據(jù)聚光方式的差異，主要形成了多種技術(shù)路線，其中商業(yè)化應(yīng)用最廣泛的當屬塔式和槽式光熱發(fā)電。
塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)是通過定日鏡將太陽光反射到集熱塔頂端的吸熱器上，加熱熔鹽，將熱熔鹽儲存在熱熔鹽罐體中。通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生與傳統(tǒng)火電相似的蒸汽，通過汽輪機進行發(fā)電。熔鹽放熱冷卻后儲存在冷熔鹽罐體中，再由泵機將冷熔鹽吸入吸熱器，形成循環(huán)。
塔式光熱發(fā)電最大的優(yōu)勢是可進行熱量存儲，可產(chǎn)生與傳統(tǒng)火電發(fā)電效果。
槽式光熱發(fā)電與塔式光熱發(fā)電最大的區(qū)別是集熱方式的不同，通過槽面反射太陽光加熱集熱管中的熱油（熱熔鹽），泵體將熱油（熱熔鹽）儲存到熱罐體中，通過熱交換將水加熱發(fā)電，換熱后的冷油（冷熔鹽）儲存到冷罐體中，再通過泵體將冷油（冷熔鹽）泵至集熱管中，形成循環(huán)。
圖 2025年1-8月新型儲能各技術(shù)路線新增裝機功率占比
從“跟跑”邁向“領(lǐng)跑”
我國光熱儲能產(chǎn)業(yè)起步相對較晚，但經(jīng)過十多年的發(fā)展，中國的光熱儲能實現(xiàn)了從無到有、從“跟跑”邁向“領(lǐng)跑”的跨越。
數(shù)據(jù)顯示，全球光熱項目總裝機容量十年間增長1.7倍，從2014年的4.5GW增至2024年的7.8GW，其中，中國貢獻了其中重要增量。
截止2024年底，我國已經(jīng)建成了并網(wǎng)的光熱項目共19個，總裝機容量達838.2兆瓦，位居世界的前列。
在新華社客戶端近期播出的《儲能新紀元》節(jié)目中，浙江大學(xué)兼職教授劉亞芳指出，在太陽能熱發(fā)電主流的槽式技術(shù)、塔式技術(shù)領(lǐng)域，我國的技術(shù)裝備、工程實踐全面居于世界領(lǐng)先地位。
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的壯大推動著熔鹽儲熱的規(guī)模化應(yīng)用，據(jù)CESA儲能應(yīng)用分會產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)庫不完全統(tǒng)計，在2025年1-9月中國新型儲能31.77GW新增裝機功率中，熔鹽儲熱功率占比排名第三；另外，2024年6月以來，熔鹽儲熱在建、并網(wǎng)的項目共28個，其中，應(yīng)用于光熱發(fā)電的項目共11個，其中多個項目的技術(shù)應(yīng)用處于世界領(lǐng)先地位。
7月16日，在新疆哈密戈壁深處，全球單期最大的1500兆瓦“光熱儲”一體化項目汽輪機基礎(chǔ)完成澆筑，核心設(shè)備國產(chǎn)化率高達99%以上，單機容量實現(xiàn)從50兆瓦到150兆瓦的躍升。
9月18日，全國最大“線性菲涅爾”光熱綜合能源示范項目——三峽集團哈密100萬千瓦“光熱+光伏”項目實現(xiàn)全容量并網(wǎng)發(fā)電，標志著“光熱+光伏”協(xié)同運行新模式正式開啟。
“線性菲涅爾”是光熱儲能領(lǐng)域中一種重要的聚光式太陽能利用技術(shù)，它利用法國物理學(xué)家菲涅爾提出的光的反射和折射原理，通過聚光、集熱、儲熱和發(fā)電四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)實現(xiàn)太陽能的高效轉(zhuǎn)化與穩(wěn)定利用。
“線性菲涅爾”是最前沿的光熱技術(shù)路線之一，相比傳統(tǒng)塔式光熱電站，該技術(shù)無需建造吸熱塔，反射鏡和集熱管設(shè)計更簡單、模塊化程度高，既降低了材料與施工成本，縮短了建設(shè)周期，也讓場地選擇更靈活。
該項目實現(xiàn)了兩大核心創(chuàng)新，一個是實現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)主反射鏡全自動標準化生產(chǎn)；熔鹽換熱系統(tǒng)升級，集熱管選擇性吸收涂層采用特殊工藝設(shè)計，涂層具有更高的吸收性能和耐侯性，可將熔鹽穩(wěn)定加熱至550攝氏度——這一溫度較常規(guī)“線性菲涅爾”系統(tǒng)提升50℃，熱能轉(zhuǎn)化效率提高8%-10%。
甘肅酒泉瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目
10月2日，全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站——甘肅酒泉瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目光熱儲能電站兩座吸熱塔實現(xiàn)同時點亮，成功進入全系統(tǒng)試運行，標志著塔式光熱發(fā)電技術(shù)突破了“單塔單機”的傳統(tǒng)范式，效率提升24%
該電站由兩座200多米的吸熱塔和近2.7萬塊定日鏡組成，定日鏡組成兩個巨大的圓形鏡陣，每個鏡陣中心都矗立著一座吸熱塔，吸收鏡面反射的陽光。
與傳統(tǒng)的單塔光熱電站相比，“雙塔一機”乃至未來可能的多塔架構(gòu)，不僅突破了單機容量限制，還提升了發(fā)電效率、發(fā)電總量和儲能能力，為我國光熱儲能技術(shù)的規(guī)?；l(fā)展探索了全新路徑。
青海億儲格爾木350MW塔式光熱發(fā)電項目
10月16日，全球單體規(guī)模最大、鏡場反射面積最大、儲能規(guī)模最大、年設(shè)計發(fā)電量最高的光熱電站——青海億儲格爾木350MW塔式光熱發(fā)電項目正式開工建設(shè)，標志著我國光熱發(fā)電技術(shù)實現(xiàn)重大突破邁入規(guī)模化、高效化發(fā)展的新階段。
未來發(fā)展仍面臨挑戰(zhàn)
中國光熱儲能近10年蝶變背后的驅(qū)動力是政策、技術(shù)、成本等多個因素。
政策是引擎，自“十二五”規(guī)劃開始，國家就開始推動光熱發(fā)電項目。2016年，國家能源局發(fā)布了《關(guān)于建設(shè)太陽能熱發(fā)電示范項目的通知》，正式啟動了首批20個示范項目的建設(shè)，并且配套了具有競爭力的上網(wǎng)電價。對我國光熱發(fā)電工程化應(yīng)用起到了重大推動作用。
進入“十四五”國家又陸續(xù)出臺了《關(guān)于完善太陽能熱發(fā)電價格政策的通知》《關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)?；l(fā)展有關(guān)事項的通知》等文件，并且鼓勵在大型的風(fēng)光基地中，配套一定比例的光熱發(fā)電項目，有力促進了產(chǎn)業(yè)突破和規(guī)?；l(fā)展。
2025年新版可再生能源電力配額制將光熱納入強制消納范疇，配套綠證交易機制使其溢價能力提升30%以上。
技術(shù)迭代與成本優(yōu)化，則推動了熔鹽儲熱光熱發(fā)電走向規(guī)?；瘧?yīng)用。
研究顯示，早期熔鹽儲熱系統(tǒng)面臨著高溫腐蝕、傳熱效率低、初始投資高的難題，而如今通過材料革新與工藝升級，這些瓶頸逐步被突破。
一方面，新型熔鹽配方（如混合硝酸鹽）將耐溫上限提升至600℃以上，配合耐腐蝕合金材料的吸熱器，系統(tǒng)壽命從15年延長至25年以上，核心技術(shù)路線中，塔式光熱以高聚光效率占據(jù)主導(dǎo)，當前市場份額超60%，其吸熱器溫度正從 565℃向650℃升級。
另一方面，定日鏡場的AI智能控制技術(shù)，讓太陽追蹤精度提升至0.1度以內(nèi)，聚光效率也大幅提高，疊加聚光鏡、吸熱器核心部件國產(chǎn)化率超90%，光熱電站的平準化度電成本（LCOE）較2015 年下降超 40%，部分項目已接近煤電標桿電價。
青海中控德令哈50MW 塔式光熱電站便是典型案例，是我國首個實現(xiàn)年發(fā)電量超設(shè)計值的商業(yè)化塔式光熱電站，配置7小時熔鹽儲能系統(tǒng)，熔鹽溫度最高可達565℃，可24小時連續(xù)供電，年發(fā)電小時數(shù)超 3800 小時，容量系數(shù)達36.2%，遠超光伏電站的間歇性輸出水平，成為西北電網(wǎng)重要的調(diào)峰電源。
盡管發(fā)展勢頭強勁，但光熱儲能未來發(fā)展面臨著現(xiàn)實的挑戰(zhàn)，其中經(jīng)濟性是當前最核心的制約因素，光熱電站系統(tǒng)復(fù)雜，初始投資成本遠高于光伏與風(fēng)電。
另外，極端沙塵天氣對鏡場效率的影響，以及電網(wǎng)消納能力匹配等問題，仍是亟待破解的挑戰(zhàn)。
但從產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律看，這些問題將隨技術(shù)迭代與規(guī)模擴張逐步化解，隨著技術(shù)持續(xù)突破、成本穩(wěn)步下降，這項兼具穩(wěn)定性與清潔性的能源技術(shù)，將在全球能源轉(zhuǎn)型的浪潮中，扮演愈發(fā)重要的角色。
