【摘要】
中长期层面看,风光并网比例进一步上升,仅靠2-4小时的配储时长并不能满足跨日的削峰平谷需求,因而长时储能需求凸显。
(资料图)
事件:超预期政策刺激。
4月7日,国家能源局发布《国家能源局综合司关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》,其中提及重点信息包括“十四五”期间每年新增开工规模达到3GW;其中第一批光热发电项目合计2.8GW:内蒙古800MW,甘肃700MW,青海1GW,宁夏100MW,新疆200MW。
光热行业基本面梳理
光热原理
光热简单来说是光伏发电的另一模式,结合光伏+储热+再发电,原理为光能→热能→机械能→电能,通过聚热器将采集的太阳辐射热能汇聚到集热装置,加热装置内的导热油、熔融盐等传热介质;
传热介质经过换热装置将水加热到高温高压蒸汽,进而驱动汽轮机带动发电机发电,其中热能到电能的原理与火电类似,产生交流电直接并网。
光热核心作用是可以通过白天完成光能→热能,夜间完成热能→机械能→电能,实现光伏电站的夜间/跨日发电及调峰调频。
效率较低:光热转换效率80-90%,热电转换效率40%,综合转换效率30%左右。
光热电站发电原理(塔式光热发电系统)
光热此前发展较慢,有望获得政策助力提速建设
根据国家太阳能光热产业技术创新战略联盟测算,截至2022年底,全球太阳能热发电累计装机容量约7050MW,我国太阳能热发电累计装机容量588MW,在全球太阳能热发电累计装机容量中占比8.3%。
光热装机规模主要集中在2018-2019年建成,2020-2021年发展速度放缓。发展迟缓的核心原因是初始投资成本及度电成本均较高。
初始投资成本:25-35元/W;
度电成本:目前1元/KWh,中期有望降至0.6-0.7元/KWh,仍高于光伏。
对于光热储能的需求,主要源于近几年三北地区风光大基地装机加速,为了解决消纳问题,长时储能的需求凸显,光热可以替代部分火电,作基荷能源;支撑特高压电网输送更大比例的绿色清洁电力(长时储能应用中,用光热替代锂电储能的成本更低、储电量更大)。
根据国家太阳能光热产业技术创新战略联盟梳理统计,目前已公布的待建/在建光热发电项目尚有29个,总装机容量约330万千瓦,预计将在2023/2024年投产。
结合政策内容,若“十四五”期间每年新增开工300万千瓦,单年新增规模将为光热已建装机总量的5倍,是2022年单年新增装机的60倍。
光热储能的优势
有效的大电网级长时储能方案:抽蓄、光热储能、压缩空气储能、制氢。
抽蓄:存在建设周期较长(5-7年)、站址资源不足的问题,短期内无法解决消纳需求缺口;
压缩空气储能:转换效率、度电成本优于光热储能,选址难度、建设周期优于抽蓄储能,但仍有一定的选址瓶颈;
制氢:目前氢能→电能的成本较高,不具备性价比,相关应用仍在电能→氢能阶段。
考虑建设周期、投资成本问题,预计中短期内压缩空气储能+光热储能两种方式可看到0-1发展,其中压缩空气储能各项指标均具相对优势,但选址存在一定瓶颈;光热储能实现规模化、进一步降低度电成本,将有望呈现经济型优势。
当配储时长>4hr时,长时储能的度电成本优于锂电储能。两种方案的应用场景不同,为互补效果。锂电储能是为了解决日内(4小时以内)的调峰调频需求,因此在目前全球主要市场风光发电占比10%-25%区间时,日内调峰调频需求缺口首先凸显;长时储能的应用是在风光占比进一步提升时,为了解决跨日的风光发电波动性带来的发电量缺口、特高压稳定输电的需求,预计在中长期层面将能看到需求起量,目前相关政策的出台也是为未来风光占比进一步提高做准备。
未来或为辅助服务市场的优等生。光热可以提供调峰和转动惯量的服务。对比于抽蓄和电化学储能的优点是,无需再额外增加充电成本,在电价高的时候,使用起来或更经济。相较于电化学储能而言,光热储能安全性高。
光热产业链分析
投资成本拆分,据中控太阳能企业测算:
聚光系统:占比51.4%,主要材料包括钢材、玻璃、混凝土、电缆等;
吸热系统:占比7.73%,主要材料包括钢材、混凝土、电伴热、表面漆等;
储热系统:占比15.75%,主要材料包括熔盐(主流选项为硝酸钠、硝酸钾混合物——二元盐(Solarsalt),即由60%KNO3和40%NaNO3组成的二元混合硝酸盐)、钢材、混凝土、电伴热等。
其中,原材料价值量合计占比约30%,以原材料价值量拆分,钢材、熔盐、玻璃成本占比分别为53%/21%/17%。
小结
光热作为既能独立不间断发电的新能源电源,同时兼具长时储能和调峰作用,在新型电力系统建设中意义逐渐凸显,不再只以度电成本与光伏竞争,随着行业政策的逐步落地,有望规模化发展。
相关概念股
系统集成商:首航高科、东方电气;
光热玻璃:安彩高科、耀皮玻璃;
熔盐储能:西子洁能、三维化学、东华科技;
熔盐:云图控股、山东海化。
参考资料:
20230411-东方证券-电力设备及新能源行业周报:国家能源局推动光热发电规模化,力争十四五期间年新开工3GW
20230410-国盛证券-电力行业周报:光热发电迎政策利好,市场爆发在即
20230409-信达证券-电力设备与新能源行业周报:光热发电乘风而起,规模化建设有望提速
20230409-华安证券-熔盐储能开启长时储能篇章,光热发电和火电改造成为主要应用场景
20221218-海通国际-光热储能新模式,发展指日可待
本报告由研究助理协助资料整理,由投资顾问撰写。投资顾问:于鑫(登记编号:A0740622030003)
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