熔鹽儲能作為高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術形式,正在逐步被電力系統中“源、網、荷、儲”各環節所采納應用,熔鹽行業的市場規模不斷提高,2022年熔鹽行業市場規模達到512億元,同比增長16.89%。
熔鹽,熔鹽是在標準溫度和壓力下為固體但由于溫度升高而進入液相的鹽。即使在標準溫度和壓力下通常也是液體的鹽通常稱為室溫離子液體,盡管從技術上講熔融鹽是一類離子液體。常見的例如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。
熔鹽是金屬陽離子和非金屬陰離子所組成的熔融體。能構成熔鹽的陽離子有80余種,陰離子有30余種,組合成的熔鹽可達2400余種。由于金屬陽離子可有幾種不同的價態,陰離子還可組成不同的絡合陰離子,實際上熔鹽的數目將超過2400種。
熔鹽儲能作為高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術形式,正在逐步被電力系統中“源、網、荷、儲”各環節所采納應用,熔鹽行業的市場規模不斷提高,2022年熔鹽行業市場規模達到512億元,同比增長16.89%。
我國熔鹽行業在單鹽方面質量指標達標,且生產能力強,但行業普遍對二元鹽工藝、指標認識不足,對開發多元鹽的熱情不足。同時,受制于企業技術和配套等問題,目前為瓶頸期或陣痛期,壓力很大。
而在近年來的儲能應用方面,熔鹽儲熱系統存在的最大問題和技術難點就是熔鹽的凝固點較高,致使電站在運行過程中很容易出現“凍管”現象。同時,行業對熔鹽雜質含量的合理控制及對性能的影響機制還有所欠缺。由于硝酸鈉、硝酸鉀的純度對熔鹽儲熱材料的使用性能至關重要,雜質存在將降低材料的使用壽命,可能會出現結垢以及對設備的腐蝕。
據中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國熔鹽行業深度調研及發展研究報告》分析
第三章 我國熔鹽行業運行分析
3.1 我國熔鹽行業發展狀況分析
3.1.1 我國熔鹽行業發展階段
從起源來看,我國國明代李時珍在《本草綱目》一書中記有硝石(硝酸鉀)受熱熔成液體,是有關熔鹽的最早文獻記載之一。
19世紀初英國化學家戴維(H.Davy)最早用熔鹽電解法制取金屬。
并且由于熔鹽與無機鹽的聯系密切,熔鹽的發展,很大程度上而言就是我國無機鹽的發展和利用進程。
中國礦物資源豐富,為無機鹽工業的發展提供了得天獨厚的條件。圖1為2017年世界礦物開采量占前20位的國家。據世界礦業大會國際委員會數據統計,2017年中國是31種礦物商品的最大生產國。31種礦物產品包括:
(一)無機鹽工業成長期
由于歷史原因,中國無機鹽工業發展較為遲緩。截至1949年,中國僅能生產30多種產品,產量只有幾萬噸左右。新中國建立以后,無機鹽工業得到大力發展,硫酸鋁、硼酸、高錳酸鉀、重鉻酸鈉、鈦白粉、氟化氫、氰化鈉等產品相繼開始工業化生產。20世紀50年代無機鹽產品已經增加到55種以上,產量接近100萬t。
20世紀60—70年代是中國無機鹽工業在產品品種和規模方面增加的主要階段。產品品種從1964年的170種增加到1979年的303種以上;產品產量從1964年的100萬t左右增加到1979年的400萬t左右,中國成為世界主要無機鹽產品生產國,產品產量居世界第二位。
在此期間,中國科技生產人員堅持獨立自主、自力更生的精神,結合中國的資源和條件,加強資源的開發、利用,改進無機鹽產品生產技術,同時開發新的無機鹽產品和生產工藝。如,在硼資源利用方面,1963年遼寧省化工研究院開發出適用于東北硼鎂礦資源的碳堿法工藝;在過氧化氫技術方面,1971年黎明化工研究院與北京市氧氣廠合作建成300t/a鎳觸媒蒽醌法生產裝置;在鉀鹽方面,魯南化肥廠1975年開發了離子交換法生產碳酸鉀新工藝等。在生產過程方面也有不少改進提高,大部分操作初步實現了機械化。
經過30多年的努力,中國無機鹽工業實現了從無到有的發展,并具有相當的基礎。中國的無機鹽工業不僅在數量和品種上基本滿足了國民經濟各個部門的需要,并且從根本上扭轉了無機鹽產品依賴進口的局面,并逐步增加出口產品品種和數量。但是,與發達國家相比,中國無機鹽工業在技術、裝備、產品質量、規模、生產效率、產品結構及“三廢”治理等方面仍然存在很大的差距。
(二)無機鹽工業快速發展過程
自1978年以來,改革開放為中國經濟的發展注入了強勁的發展動力,相關產業蓬勃發展對無機鹽工業的發展產生了拉動效應。中國的經濟運行體制從計劃經濟轉向市場經濟,為各產業發展注入巨大活力。國家將科技發展作為實現國家發展戰略目標的保障。
在產品品種增加的同時,無機鹽工業的產業規模也不斷擴張。從產業規模的增長率分析,20世紀80年代平均年增長率約為6%;90年代平均年增長率約為9%~12%;21世紀前10a平均年增長率達到12.6%。2000年中國無機鹽工業總產量達到2340萬t;2010年超過5000萬t;2014年之后基本保持在8000萬t/a左右。中國已經發展為世界最大的無機鹽產品生產、出口和消費國。幾十種基礎無機鹽工業產品的生產能力及市場占有率已悄然躍居世界首位。
此外,無機鹽工業通過企業大型化、兼并重組,產業集中度得到提高。產業布局合理調整,并形成區域產業群。技術優勢企業通過上下游協同,延伸了產業鏈,提升企業的市場競爭力。伴隨著清潔生產技術推廣、節能減排的不斷完善和深入,中國無機鹽行業整體實力邁上了一個新臺階。
3.1.2 我國熔鹽行業發展總體概況
從熔鹽種類而言,常見的例如堿金屬、堿土金屬的鹵化物、硝酸鹽、硫酸鹽的熔融體。而這些鹽在我國發展較為成熟,應用領域較廣。
近年來,由于新能源產業的崛起,熔鹽作為優秀的傳蓄能介質,在光熱項目中得到了大量應用。
我國熔鹽相關研究起步較晚,雖然北京工業大學、中國科學院青海鹽湖研究所等研究機構對高溫熔融鹽的傳熱、蓄熱性能進行了研究,但部分內容還停留在實驗室階段,難以解決產業應用上出現的全部問題。
3.1.3 我國熔鹽行業發展特點分析
熔鹽在新興的熔鹽儲能領域,有著以下特點:
(1)儲熱功率大,可以實現百兆瓦級儲能。
(2)儲熱時間長,可以實現單日10h以上的儲熱能力。
(3)儲熱參數高,熔鹽儲熱溫度可達480℃或更高,放熱蒸汽參數可以達到亞臨界參數。
(4)儲熱速度快,可以滿足負荷大幅度波動的調節需求。
(5)儲熱效率高,接近抽水蓄能綜合效率,能耗低。
(6)使用壽命長,熔鹽儲熱系統使用壽命可達30年以上。
(7)系統運行靈活,模塊化設計,儲熱功率模塊和容量模塊相互獨立,儲熱過程和發熱過程相互獨立,運行靈活,且可根據需求定制儲熱方案。
(8)運行安全可靠,機組低負荷出力工況時,鍋爐及其輔機系統運行在較高出力,機組經濟性和安全性高。
3.2 2020-2022年熔鹽行業發展現狀
3.2.1 2020-2022年我國熔鹽行業市場規模
圖表: 2020-2022年我國熔鹽行業市場規模
數據來源:中研普華研究院
熔鹽儲能作為高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術形式,正在逐步被電力系統中“源、網、荷、儲”各環節所采納應用,熔鹽行業的市場規模不斷提高,2022年熔鹽行業市場規模達到512億元,同比增長16.89%。
我國熔鹽行業在單鹽方面質量指標達標,且生產能力強,但行業普遍對二元鹽工藝、指標認識不足,對開發多元鹽的熱情不足。同時,受制于企業技術和配套等問題,目前為瓶頸期或陣痛期,壓力很大。
而在近年來的儲能應用方面,熔鹽儲熱系統存在的最大問題和技術難點就是熔鹽的凝固點較高,致使電站在運行過程中很容易出現“凍管”現象。同時,行業對熔鹽雜質含量的合理控制及對性能的影響機制還有所欠缺。由于硝酸鈉、硝酸鉀的純度對熔鹽儲熱材料的使用性能至關重要,雜質存在將降低材料的使用壽命,可能會出現結垢以及對設備的腐蝕。
欲了解更多關于熔鹽行業的市場數據及未來行業投資前景,可以點擊查看中研普華產業院研究報告《2023-2028年中國熔鹽行業深度調研及發展研究報告》。
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2023-2028年中國熔鹽行業深度調研及發展研究報告
熔鹽,熔鹽是在標準溫度和壓力下為固體但由于溫度升高而進入液相的鹽。即使在標準溫度和壓力下通常也是液體的鹽通常稱為室溫離子液體,盡管從技術上講熔融鹽是一類離子液體。常見的例如堿金屬、...
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