1.1、光熱發電可以分為塔式、槽式、線性菲涅爾氏與碟式光熱發電系統
太陽能光熱發電是通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加 熱收集裝置內的傳熱介質，再加熱水形成蒸汽帶動或者直接帶動發電機發電。與光 伏發電的“光能→電能”不同，光熱發電原理為“光能→熱能→機械能→電能”。 根據集熱方式的不同，光熱發電系統可以分為塔式光熱發電、槽式光熱發電、線性菲涅爾氏光熱發電與碟式光熱發電。
（1）塔式光熱發電：塔式太陽能光熱發電系統以集熱塔為吸熱器的承載基礎， 通過集熱塔周圍的定日鏡將太陽光反射至集熱塔頂的吸熱器上，對傳熱介質進行加熱。之后，高溫傳熱介質通過蒸汽發生系統產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機組發電。
（2）槽式光熱發電：槽式太陽能光熱發電系統利用槽式拋物面聚光鏡將太陽光聚焦到位于焦線處的集熱管上，將集熱管內保持流動的傳熱介質加熱，之后高溫傳 熱介質通過蒸汽發生系統產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機組發電。
（3）線性菲涅爾氏光熱發電：線性菲涅耳式太陽能光熱發電系統是通過跟蹤太陽運動的條形反射鏡將太陽輻射聚集到吸熱管上，加熱傳熱流體，并通過熱力循環進行發電的系統。
（4）碟式光熱發電：碟式太陽能光熱發電系統是利用碟式聚光器將太陽光聚集到焦點處的吸熱器上，通過斯特林循環或者布雷頓循環發電的太陽能熱發電系統。 系統主要由聚光器、吸熱器、斯特林或布雷頓熱機和發電機等組成。
1.2、光熱發電兼具發電與儲能功能，熔鹽儲能已經成為主流選擇
從裝置構成來看，塔式、槽氏與線性菲涅爾氏光熱發電系統均包括四個部分，分別為集熱系統、熱傳輸系統、蓄熱與熱交換系統、發電系統，而碟式光熱發電系統則不具有蓄熱功能。其中，對于前三類儲熱型光熱發電技術而言，光熱發電系統不僅可以發電，而且具備儲能的功能。以塔式光熱發電系統為例：（1）當白天日光充足時，通過定日鏡將太陽光反射至集熱塔頂的吸熱器上，對傳熱儲熱介質（如熔鹽）進行加熱。之后，利用其中一部分加熱之后的傳熱儲熱介 質，通過蒸汽發生系統產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機組發電。（2）夜晚來臨以后，可以利用剩余的白天已經被加熱的傳熱儲熱介質（如熔鹽）， 繼續通過蒸汽發生系統產生高溫高壓的蒸汽推動汽輪發電機組發電。
通過光熱發電及儲能功能運行的原理，可以發現傳熱儲熱介質的選擇十分重要。 目前主要的傳熱儲熱介質包括水／水蒸汽、混凝土、導熱油以及熔鹽等，其中熔鹽 具有工作溫度高、傳熱性能好、安全性強、使用壽命長等一系列的優點，已經成為 傳熱儲熱介質的主流選擇。在熔鹽的選擇方面，根據酸根離子的不同，常見的熔鹽種類包括硝酸鹽、氟化 鹽、氯化鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和混合熔鹽等。其中，硝酸鹽具有熔點低、比熱容大、 熱穩定性高、腐蝕性相對較低等優點，目前被廣泛使用。 與此同時，從成分構成來看，常見的熔鹽品種有二元鹽（40%KNO3+60%NaNO3）、 三元鹽（53%KNO3+7%NaNO3+40%NaNO3）和低熔點熔鹽產品等，目前二元熔鹽的 應用最為普遍與成熟。
相較于海外，國內光熱發電產業起步相對較晚，裝機規模也相對較小。根據 CSPPLAZA 數據，截至 2021 年底，國內光熱發電裝機規模約為 590MW，約占全球 光熱發電裝機總量 6.69GW 的 9%。
國內光熱發電產業大規模建設起源于 2016 年，當年 9 月國家能源局印發了《國 家能源局關于建設太陽能熱發電示范項目的通知》，共 20 個項目入選國內首批光熱 發電示范項目名單，總裝機合計 1.35 GW。后因融資、技術、企業經營決策等各方 面問題，截至目前，20 個首批光熱發電示范項目中實現并網或試運行并網的項目僅 有 8 個，合計裝機規模 500MW。此外，魯能海西州塔式 50MW 光熱發電項目作為 魯能海西州多能互補項目之一，也于 2019 年 9 月正式并網。 從地區分布來看，國內現已并網或試運行并網的 9 個光熱發電項目均集中于西 北地區，其中甘肅、青海、內蒙古與新疆分別占比 37%、36%、18%、9%。 按照技術類型來看，塔式光熱發電已經成為主流選擇，裝機占比達到 64%，此 外槽式與線性菲涅爾氏光熱發電裝機占比分別達到 27%、9%。
1.3.2、“光伏/風電—光熱”一體化趨勢逐步增強，熔鹽儲能有望集中放量
近年來，伴隨國內光伏/風電裝機規模的快速增長，可再生能源發電量迅速提升。 然而，受自然條件的影響，風光發電具有較強的波動性與間歇性，大規模并網會對 電網的安全穩定性帶來顯著的負面影響。在此背景下，大力發展相應的配套儲能技 術有助于解決風光發電的不穩定性問題，從而實現風光發電的充分有效利用、避免 “棄光棄電”現象。
2021 年以來，新疆、內蒙古、寧夏等地紛紛出臺了一系列的政策，對于新建光伏與風電項目配套的儲能規模提出了相應的要求。根據北極星儲能網統計，截至 2022 年 8 月，國內已有近 30 個地區明確頒布了相應的規定，且要求配套儲能規模占光伏 /風電裝機規模的比例大多不低于 10%。
國內現有儲能類型以抽水儲能為主。在儲能類型方面，按照工作原理的不同， 現有的儲能技術可以分成四類，分別為：機械儲能、電化學儲能、電磁儲能與儲熱 儲能。其中，細分來看，目前主流的儲能方式依舊為抽水儲能。根據國際能源網數 據，截至 2021 年底國內抽水儲能裝機占比達到 86.5%，此外電化學儲能與蓄冷蓄熱 儲能分別占比 11.8%、1.3%。 然而目前國內風光發電主要集中于西北地區，但受制于自然條件，抽水儲能在 西北地區適用性較弱。在此背景下，伴隨西北地區光伏、風電裝機的快速增長，電 化學儲能與蓄冷蓄熱儲能（如熔鹽儲能）滲透率有望進一步提升
與此同時，相較于電化學儲能，光熱發電配套的熔鹽儲能系統具有諸多優勢：（1）調峰能力更強：光熱發電配套的儲能系統的儲熱時長大多在 8 小時左右， 并且在參與調峰時可以以較低的負荷運行，有助于進一步增強調峰能力。（2）適合大規模應用：當前在建的光熱發電項目裝機規模多為 100MW。（3）使用壽命長：熔鹽儲能使用壽命基本與光熱電站同步，一般在 25-30 年。（4）經濟效益更優：配套熔鹽儲能系統的光熱發電既可以起到發電功能，又具 備儲能功能，綜合經濟效益更優。（5）安全環保：運行穩定性好、無爆炸或火災危險、泄漏蒸汽無毒、不會產生二次污染。
中央及各地方政府紛紛出臺一系列政策，支持與引導光熱發電項目。2021 年以 來，各地紛紛出臺一系列相關政策，支持與引導光熱發電項目。以新疆為例，2022 年 3 月，新疆發改委發布《服務推進自治區大型風電光伏基地建設操作指引（1.0 版）》， 提出對建設 4 小時以上時長儲能項目的企業，允許配建儲能規模 4 倍的風電光伏發電項目，同時鼓勵光伏與儲熱型光熱發電以 9∶1 規模配建。
光熱發電項目密集啟動，熔鹽儲能有望充分受益。根據 CSPPLAZA 光熱發電網 報道，2021 年 11 月國內第一批裝機約 100GW 的大型風電光伏基地項目已經有序開 工，其中包括在青海等地合計配置 1.01GW 光熱發電裝機的 10 個風光熱互補新能源 項目。此后 2022 年 7 月，新疆 2022 年第二批市場化并網新能源項目清單公布，其中 13 個儲熱型光熱發電項目被列入需電網消納項目，合計光熱裝機高達 1.35GW。根據我們的統計，伴隨“光伏/風電—光熱”一體化項目的陸續啟動，目前國內在建 /擬建的光熱發電項目累計裝機規模已經達到3.01GW。未來隨著上述項目的陸續落地，熔鹽儲能需求有望集中釋放。
2.1、火電機組靈活性改造：政策支持引導下有望迎來發展新機遇
火電機組靈活性改造的主要內容包括深度調峰、快速啟停、爬坡能力等，對于火電機組而言，重點主要體現在提高機組的深度調峰能力。從改造方案來看，主要 分為鍋爐系統改造方案與汽機側“熱電解耦”改造方案兩大類，其中熔鹽儲熱調峰方案作為汽機側“熱電解耦”改造方案的一種，具有調峰幅度深、調峰時間長、負荷調節快、啟停速度快等一系列優點。
熔鹽儲熱調峰方案的原理為在火電機組發電過程中，通過熔鹽吸熱/放熱功能實 現蒸汽的收集與利用。相較于普通的火力發電機組，熔鹽儲熱調峰方案增加了儲熱系統，主要由儲熱功率模塊、儲熱能量模塊和放熱功率模塊組成。具體工作原理為（1）當機組需要向下調節時，啟動儲熱功率模塊，鍋爐產生的部分過熱蒸汽和再熱蒸汽通過儲熱功率模塊對冷鹽罐中的冷熔鹽進行加熱，之后將其儲存在熱鹽罐中。（2）當機組需要向上調節時，熱鹽罐中的高溫熔鹽通過放熱功率模塊進行放熱， 產生的蒸汽回到汽輪機進行發電，之后再將釋熱后的熔鹽儲存在冷溫罐中。
政策支持引導下，火電靈活性改造有望迎來發展新機遇?；鹆Πl電作為國內能 源系統的重要組成部分，伴隨電力負荷中居民用電和第三產業用電比重的逐步提升 以及可再生能源的迅速發展，目前正在面臨電網峰谷較大、可再生能源消納困難等問題。在此背景下，提升火電機組運行靈活性、大規模參與電網深度調峰具有重要意義。近年來，國家也陸續出臺了一系列相關政策，支持與引導火電機組靈活改造項目。我們認為，未來隨著火電機組靈活改造項目的逐步增加，熔鹽儲熱方案也有望隨之充分受益。
2.2、供熱供暖與余熱回收：清潔環保與經濟效益并存
除了應用于火電機組靈活性改造以外，熔鹽儲能在供熱供暖與余熱回收領域也被成熟應用：（1）供熱供暖：利用谷電將熔鹽儲能系統中的低溫熔鹽加熱成高溫熔鹽，之后進入高溫熔鹽儲罐中存儲。在白天用熱用汽時段，高溫熔鹽被熔鹽泵抽出，離開高 溫熔鹽儲罐，流入熔鹽—水換熱器。市政用水在換熱器中與高溫熔鹽換熱成為熱水， 為住宅小區供暖或提供熱水。
（2）余熱回收：以鋼鐵行業為例，根據石崢等發表的《鋼鐵工業余熱回收技術 現狀研究》，國內鋼鐵工業能源消耗占全國工業總能耗的 15%左右，但鋼鐵企業能源 利用率僅為 30%-50%。鋼鐵生產過程中所產生了大量的余熱，余熱回收可用于居民 供暖、熱電廠發電、熱水鍋爐回水加熱等。目前，主流的余熱回收方式為采用轉爐 煙道汽化余熱鍋爐來回收波動性較大的間歇性高溫余熱，將高溫熱能轉化為低品位的低壓飽和蒸汽進行發電，但這容易導致余熱資源無法充分利用。煉鋼爐熔鹽余熱回收發電系統可以將高溫余熱資源與熔鹽換熱，轉化為穩定可持續的高溫蒸汽，使發電功率和能源利用效率得到大幅提升，提高余熱發電系統的經濟性與靈活性。
熔鹽儲能系統的熔鹽用量與儲熱時長、技術類型（塔式、槽式等）密切相關。 根據岳松等發表的《光熱發電儲能技術及系統分析》，對于 50MW、配置 9 h 儲能的 塔式電站，熔鹽需求量約為 1.17 萬噸。而在相同裝機規模以及儲能時長情況下，理論上槽式電站的熔鹽則需要 3.6 萬噸，大約為塔式電站需求量的 3 倍，這主要是由于槽式熔鹽儲熱技術由于仍以導熱油為傳熱介質，導熱油 390℃的油溫上限限制了熔鹽的儲熱溫度，使熔鹽儲熱溫度不可能高于 390℃，進而導致熔鹽的儲熱性能難以充分發揮、熔鹽需求量也進一步加大。
與此同時，基于以下 4 點假設，我們對國內目前在建/擬建的 3.01GW 配套儲能功能的光熱發電系統的熔鹽需求量等情況進行了相應的測算： （1）假設未來光熱發電新增裝機的 80%為塔式或者線性菲涅爾式技術，剩下 20%為槽式技術；（2）假設光熱發電配套的熔鹽儲能系統的儲能時長平均為 9h，對應的塔式與線性菲涅爾氏熔鹽儲能單 GW 熔鹽用量均為 25 萬噸、對應的槽式熔鹽儲能單GW熔鹽用量為 70 萬噸；（3）假設熔鹽構成成分均為 60%硝酸鈉加 40%硝酸鉀；（4）硝酸鈉與硝酸鉀對硝酸的需求單耗為理論值；
根據測算結果，在不考慮火電機組靈活性改造、供熱供暖與余熱回收等領域熔鹽儲能需求增長的情況下，僅當前國內在建/擬建的 3.01GW 配套儲能功能的光熱發電系統帶來的熔鹽需求增量預計將達到 102 萬噸，其中硝酸鈉與硝酸鉀分別為 61 萬 噸和 41 萬噸。此外，作為硝酸鈉與硝酸鉀的上游原材料，硝酸的需求增量預計也達到 71 萬噸。
3.1、 硝酸鈉：廣泛應用于炸藥、搪瓷、玻璃、化肥等領域
硝酸鈉，又稱為智利硝石或秘魯硝石，為無機鹽的一種，化學式為 NaNO3。目前，硝酸鈉可以廣泛應用于炸藥、搪瓷、玻璃、化肥、食品、冶金等領域。根據我們的統計，截至目前國內硝酸鈉行業產能合計約 130萬噸。而按照前文測算，僅當前國內在建/擬建的 3.01GW 配套儲能功能的光熱發電系統帶來的硝酸鈉需求增量預計將達到 61 萬噸。我們認為，未來伴隨光熱項目的陸續落地，硝酸鈉需 求或將迎來快速增長期，國內硝酸鈉供給也或出現一定的缺口。
3.2、硝酸鉀：農業種植為主要應用領域，占比達到50%
硝酸鉀是鉀的硝酸鹽，化學式為 KNO3，生產工藝主要有離子交換法與復分解法等。目前，硝酸鉀主要應用于農業種植、工業與玻璃行業等領域。
供給端：根據百川盈孚數據，截至 2022 年 8 月，國內硝酸鉀有效產能 218 萬噸 /年，其中并盛化工、昌盛硝鹽與四川米高作為國內前三大硝酸鉀生產企業，合計產 能為 40 萬噸/年，占行業總產能的 18.34%。整體來看，國內硝酸鉀行業集中度較為 分散。需求端：從下游需求來看，根據百川盈孚數據，2021 年國內硝酸鉀產量 123.65 萬噸。其中，50%用于農業種植領域（用于鉀肥的合成）、45%為工業用途（包括炸 藥、食品防腐、醫藥藥物等）剩下5%用于玻璃行業（電視玻璃殼及特種玻璃制品 等）。
價格方面：2021 年由于硝酸鉀市場貨源緊張影響，供需錯配導致國內硝酸鉀價 格快速上漲，價格由年初的接近 4000 元/噸持續上行至年底的約 6000 元/噸。此后， 2022年以來，受原材料氯化鉀成本攀升影響，硝酸鉀價格進一步上行，最高達到 7600 元/噸。 根據前文測算，僅當前國內在建/擬建的 3.01GW 配套儲能功能的光熱發電系統 帶來的硝酸鉀需求增量預計將達到 41 萬噸。未來伴隨熔鹽儲能需求的快速釋放，國 內硝酸鉀行業也或出現供需失衡現象。
3.3、硝酸：下游需求疲軟，行業產能呈下降趨勢
國內硝酸行業產能總體呈下降趨勢。根據百川盈孚數據，受下游需求持續疲軟 的影響，2018 年至今國內硝酸行業產能持續出清。截至 2022 年 8 月，國內硝酸行業 有效產能已縮減至 322 萬噸/年。其中，臨沂魯光、江蘇戴夢特、安徽華爾泰、河北 冀橫賽瑞與安徽金禾作為國內前五大硝酸生產企業，產能合計達到 117 萬噸，占比 行業總產能的 36.34%。 2022 年 7 月至今硝酸價格快速下跌。價格方面，2022 年 7 月至今，由于下游需 求不振，此外疊加原材料合成氨價格下滑導致硝酸不具備成本支撐，硝酸價格快速 下跌，截至 9 月上旬已跌至約 2100 元/噸。
