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国海证券研究所 请务必阅读正文后免责条款部分 2023 年 01 月 16 日 行业 研究 评级推荐 维持 研究所 证券分析师 杨阳 S0350521120005 yangy08ghzq.com.cn 证券分析师 罗琨 S0350522110003 luokghzq.com.cn 熔盐储能长时储能黄金赛道(下篇 -多应用场 景、产业链分析) 新型电力系统专题七 最近一年走势 行业相对表现 表现 1M 3M 12M 中小盘 -0.28 4.29 -15.45 沪深 300 3.10 8.57 -14.51 相关报告 新型电力系统专题七熔盐储能长时储能 黄金赛道(上篇 -光热发电赛道)(推荐) *中小盘 *杨 阳,罗琨 2022-12-13 汽车传感器行业专题报告二 激光雷达 百家争鸣,量产在即 (推荐) *中小盘 *杨阳 2022-07-22 中小盘新股研究周报新股研究 -2023 年第 1 周 *杨阳,罗琨 2023-01-08 新型储能能源转型重要途径,技术路线百花齐 放 新型电力系统专题六(推荐) *公用事业 *杨 阳 2023-01-05 中小盘新股研究周报新股研究 -2022 年第 51 周 *杨阳 2023-01-01 投资要点 ◼ 熔盐是一种优良的传热储能介质。 在本系列报告上篇所介绍的光热 发电系统中,熔盐同时扮演了传热和储能介质。硝酸盐具有工作温度 区间广、储能密度高、无需高压运行、黏度低流动性好、寿命长等优 良特性,非常适合作为传热、储能介质。目前熔盐储能技术已经广泛 应用于太阳能光热发电系统等新能源系统,利用了硝酸盐储能特性 将太阳光热能转换为熔盐的内能来存储和发出能量,实现了能量在 时空上的迁移,满足可再生能源的电网调峰需求。除了光热领域外, 熔盐储能在熔盐储能供暖、供蒸汽、火电机组灵活改造领域有竞争优 势。 ◼ 熔盐储能在火电灵活改造、工业蒸汽生产中具备很大潜力。 熔盐储能 作 为单独的储能单元模块,可以很好匹配火电灵活改造、工业蒸汽生 产需求。通过在火电机组中加入大容量熔盐储能模块,可以实现热电 解耦,能耗效率接近抽水蓄能,帮助火电机组增加向下调峰范围到 20,可以获取更多电力辅助收益、蒸汽产出收益。熔盐储能模块可 以利用其消纳谷电储能的能力,将电能转换为热能,产出蒸汽、热水 或者绿电,实现北方煤改电、工业园区绿色化改造。通过上下篇报告 对光热发电、火电改造、蒸汽供给领域的梳理,我们认为以下几个环 节值得重点关注 ◼ 随着光热发电项目招标、建设进度的推进,行业整体景气度需求将上 行;火电灵活改造 、工业蒸汽等熔盐储热其他领域的应用落地也将带 动熔盐储热产业链的发展。维持行业“推荐”评级。 ( 1) 光热发电系 统集成商 光热发电单项目投资规模大、运营管理需要丰富经验。首 航高科、可胜技术作为有技术和项目积累经验的全产业链布局者,具 备项目建设、设备生产和电站运营经验,在行业中具备先发优势。( 2) 定日镜驱动支架 定日镜系统价值量占比最大的是驱动支架装置,驱 动支架装置决定了光热发电系统发电的稳定性。驱动装置关注捷昌 驱动(电驱动推杆)、长盛轴承(定日镜转向轴承)、振江股份(定日 镜支架) 。 ( 3) 熔盐储热设备 西子洁能作为 余热锅炉龙头,提前布 局了熔盐储能领域,积累了丰富的光热项目经验,覆盖的光热设备包 括熔盐储热罐、熔盐吸热器、蒸汽发生器等。公司也具备火电灵活改 造、工业绿色蒸汽项目经验。熔盐储热罐建议关注蓝科高新。电伴热 -0.3000 -0.2500 -0.2000 -0.1500 -0.1000 -0.0500 0.0000 0.0500 0.1000 22/1 22/2 22/3 22/4 22/5 22/6 22/7 22/9 22/1022/1122/12 中小盘 沪深 300 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 2 重点关注公司及盈利预测 重点公司 股票 2023/01/16 EPS PE 投资 代码 名称 股价 2021 2022E 2023E 2021 2022E 2023E 评级 002665.SZ 首航高科 3.63 -0.09 - 未评级 002534.SZ 西子洁能 15.69 0.57 0.29 0.72 27.60 53.88 21.79 未评级 600875.SH 东方电气 21.63 0.73 0.96 1.31 29.47 22.53 16.51 买入 603583.SH 捷昌驱动 26.15 0.70 1.17 1.63 37.15 22.35 16.04 增持 603507.SH 振江股份 32.96 1.26 26.23 未评级 600207.SH 安彩高科 6.58 0.24 0.25 0.43 27.06 26.60 15.31 未评级 资料来源 Wind 资讯,国海证券研究所 ( 未评级公司盈利预测为 wind 一致预期 ) 系统建议关注久盛电气,电加热器建议关注东方电热,保温材料建议 关注鲁阳节能。( 4) 反射镜超白玻璃 建议关注安彩高科,具备 600t/d 超白玻璃产能。( 5) 硝酸盐或面临实际产能不足 建议关注云图控 股、华尔泰(浓硝酸)。不考虑其他熔盐储能需求, 4.5GW 光热发电 项目带来的增量熔盐需求在 116 万吨左右,国内工业级熔盐产能 低 于名义产能,若需求集中释放或面临产能紧张。 ◼ 风险提示 1)政策变动风险,配套储能政策不及预期。 2)光热发电 降本不及预期,上游原材料涨价幅度较大,建设投产进度不及预期。 3)钒电池等新型储能降本速度、推广速度更快,路径上取代光热发 电。 4)光伏装机不及预期,光热发电作为光伏的配套储能受到影响。 5)测算存在主观性,仅供参考。 6)若贷款利率上行幅度过大,将影 响项目收益率,进而影响业主投资积极性。 7)重点关注公司业绩或 不及预期。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 3 内容目录 1、 火电灵活改造、工业蒸汽熔盐储能更广阔的应用场景 6 1.1、 火电灵活性改造熔盐储能相比常规路径具备优势 6 1.1.1、 常规火电机组改造路径有一定局限性 6 1.1.2、 改造原理在 “锅炉 -汽机 ”之间嵌入高温熔盐储热系统 7 1.1.3、 高温熔盐储热技术的经济性测算 8 1.2、 工业蒸汽熔盐储热实现谷电存热,保障供热供汽 9 1.3、 重点项目投资及技术参数梳理 . 11 2、 整体产业链的分析 12 2.1、 产业链涉及公司 12 2.2、 光热建设集成商项目经验构筑竞争优势 . 13 2.2.1、 首航高科光热发电全产业链布局 . 13 2.2.2、 可胜技术光热全产业链布局,自有电站发电爬坡速度快 . 17 2.2.3、 东方电气旗下东方锅炉、东方汽轮机覆盖聚光、蒸汽发生器、汽轮机 . 19 2.3、 聚光集热系统价值量占比最大的环节 20 2.3.1、 反射镜(超白玻璃)行业光热超白玻璃产能充足 . 20 2.3.2、 驱动装置、支架决定定日镜系统稳定性、耐久性 . 22 2.3.3、 吸热器核心零部件是吸热管道 24 2.4、 熔盐 4.5GW 光热发电项目对熔盐需求测算为 116 万吨 . 26 2.4.1、 硝酸钾国内工业级硝酸钾名义产能 114 万吨 /年, 4.5GW 光热发电项目对应的硝酸钾新增需求为 46 万吨,硝酸钾供需处于紧平衡状态 27 2.4.2、 硝酸钠国内硝酸钠实际可用产能 120 万吨 /年, 4.5GW 光热发电项目对应的硝酸钠新增需求为 69 万 吨,硝酸钠供需处于紧平衡状态 29 2.4.3、 公司梳理 . 29 2.5、 熔盐储换热 4.5GW 光热发电项目对应的储换热环节市场规模为 152182 亿元 30 2.5.1、 熔盐储换热系统 100MW 光热系统中储热罐价值量 8000 万元、换热器价值量 6000 万元 . 30 2.5.2、 电伴热系统、电加热器保障系统稳定运行的核心 . 32 2.5.3、 保温材料降低储热系统热损耗 33 2.5.4、 公司梳 理 . 34 3、 重点关注公司和投资评级 . 36 4、 风险提示 38 5、 附件 . 39 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 4 图表目录 图 1常规火电机组灵活改造方案 6 图 2嵌入高温熔盐储热系统的火电机组工艺图 . 7 图 3火电机组采取高温熔盐储热技术的应用前景展望 8 图 4新型熔盐蓄热供热技术原理示意图 9 图 5光热发电产业链所涉及公司 12 图 6首航敦煌光热项目定日镜现场图片 15 图 7首航高科自动化生产线 15 图 8吸热塔内部结构图 . 16 图 9吸热塔示意图 16 图 10浙江中控(现名可胜技术)所产定日镜 20 图 11哈密 50MW 项目定日镜支架结构 20 图 12日本艾杰旭特种玻璃在大连厂房 . 21 图 13 AGC 产品高温高湿耐久性对比 . 21 图 14定日镜驱动、支架结构 22 图 15光热塔式发电常用的外露管式吸热器 25 图 16国内硝酸钾主要生产企业状况 . 28 图 17硝酸钾价格 2022 年以来先大幅上升后回落 28 图 18光热熔盐系统原理 . 30 图 19熔盐储热罐案例 . 30 图 20蒸汽换热器,图为上海电气承建的迪拜光热项目光热汽包产品 31 图 21电伴热加热管道示意图 33 图 22 应用于吸热器的伴热电缆 33 图 23含有电加热器的塔式熔盐光热电站原理图 . 33 图 24东方电热所产熔盐电加热器产品 . 33 图 25久盛电气加热电缆 . 36 图 26久盛电气应用在熔盐泵上的电伴热产品 36 表 1火电机组熔 盐储能改造后参加调峰服务费用的收入模型测算 9 表 2不同蓄热技术的对比 . 10 表 3重点项目信息梳理 . 11 表 4各环节核心设备使用量 13 表 5首航敦煌 100MW 光热发电示范项目参数信息 14 表 6首航敦煌 100MW 塔式光热发电项目关键零部件环节供应商情况 . 14 表 7首航高科历史项目、业绩统计 . 16 表 8可胜技术行业项目历史 17 表 9青海中控德令哈 50MW 光热发电项目主要参数指标 . 18 表 10 可胜技术储备项目 . 18 表 11东方电气旗下企业的历史项目及近期储备、中标项目 . 19 表 12国内光热玻璃产能梳理 21 表 13驱动装置路线对比 . 23 表 14驱动装置、支架环节主要上市公司梳理 24 表 15示范项目对熔盐需 求量 26 表 16 4.5GW 光热发电项目的硝酸钾、硝酸钠需求测算 . 27 表 17硝酸盐制备路径 . 28 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 5 表 18硝酸盐上市公司情况梳理 29 表 19光热电站 蒸汽发生系统 SGS 对比常规电站的差异 31 表 20国内主要熔盐储换热系统公司 . 32 表 21熔盐储能常用到的三种保温材料 . 34 表 22西子洁能(原杭锅股份)在光热、熔盐领域布局 35 表 23 2022 年光热发电规划、签约、招标、在建项目统计共计超过 4.5GW 39 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 6 1、 火电灵活改造、工业蒸汽熔盐储能更广阔的应 用场景 熔盐是一种优良的传热储能介质。 本系列报告上篇所述的光热发电系统中,熔盐 同时扮演了传热和储能介质。硝酸盐具有工作温度区间广、储能密度高、无需高 压运行、黏度低流动性好、寿命长等优良特性,非常适合作为传热、储能介质。 目前熔盐储能技术已经广泛应用于太阳能光热发电系统等新能源系统,利用了硝 酸盐储能特性将太阳光热能转换为熔盐的内能来存储和发出能量,实现了能量在 时空上的迁移,满足可再生能源的电网调峰需求。除了光热领域外,熔盐储能在 熔盐储能供暖、供蒸汽、火电机组灵活改造领域有竞争优势。本节将重点介绍熔 盐储能在火电灵活改造、工业蒸汽领域的应用。 1.1、 火电灵活 性改造熔盐储能相比常规路径具备优 势 1.1.1、 常规火电机组改造路径有一定局限性 火电机组灵活性改造方案目标是增加调峰深度、实现快速启停、加快爬坡能力, 其中重点是提高机组的深度调峰能力。 常规火电机组的路径包括锅炉侧系统改造 方案和汽机侧“热电解耦”方案。锅炉侧改造方案一般是围绕解决低负荷工况下, 锅炉不能稳定燃烧以及脱硝不能正常运行的问题;汽机侧改造方案则是针对热电 联产机组,在供热季采用解耦或者削弱“以热定电”的运行方式,满足机组供热 要求的同时减少发电出力。 但常规灵活性改造也存在一些问题,例如低负荷运转 下主机效率降低、 影响机组设备寿命、燃料系统控制的问题,而且热电联产机组 改造方案只适用于采暖期,有一定局限性。 图 1 常规火电机组灵活改造方案 资料来源基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析 李峻 等,国 海证券研究所 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 7 1.1.2、 改造原理在“锅炉 -汽机”之间嵌入高温熔盐储热系统 加入高温熔盐储能系统,是火电机组灵活性改造的一种新型技术路线。 火电锅炉 的低负荷运行是灵活运行的最大瓶颈,因此设置储热系统可以将锅炉产生的高温 蒸汽存储起来,削弱原本刚性的“炉机耦合”。火电机组锅炉出口蒸汽温度在 540560℃,与高温熔盐储热技术很好的匹配了温度参数,非常适合火电机组储 热。火电常规机组的灵活性改造原理是,在火电机组“锅炉 -汽机”热力系统中嵌 入一套外置的高温熔盐储热系统。当火电机组向下调节出力时,启动储热模块, 锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对熔盐进行放热,低温罐中冷 熔盐升温后存储在储热罐中。当火电机组需要出力时,高温熔盐罐中的高温熔盐 通过放热 功率模块进行放热,产生的蒸汽回到汽轮机做工发电,释放热量后的熔 盐再次回到低温罐中存储。 图 2 嵌入高温熔盐储热系统的火电机组工艺图 资料来源基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析 李峻等 火电灵活改造配置熔盐储热系统优势 1、理论综合效率高 根据李峻 2021 年 基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析中的估算, 火电熔盐储能系统理论综合效率为 76.2,接近抽水蓄能机组,能源利用效率高 于热电联产机组、电锅炉调峰供热方案。 2、大幅度增加火电厂深度调峰能力 汽机可以在 5额定负荷下运行,如果加入电加热模块,可以实现机组零功率上 网。 3、储热时间长 灵活设置储热罐容量即可,可以实现单日 10h 以上储热能 力,可以通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长。 4、储热参数高 熔盐储热温 度可以达到 500℃以上,蒸汽温度可以达到亚临界参数。 5、使用寿命长、综合 效率高 使用 寿命长达 30 年,平准化发电成本低。 熔盐储热的火电灵活改造技 术与现有的改造方案相比,具有能耗低、机组运行节能可靠等优点。通过熔盐放 热,可以拓宽机组负荷的调峰范围,提高机组运行的灵活性。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 8 1.1.3、 高温熔盐储热技术的经济性测算 高温熔盐储热技术在火电机组有很强的适应性。第一,改造后的火电机组可以更 好的适应电力市场改革,获取更多辅助服务收益。 随着各地电力辅助服务市场政 策加快出台,采用高温熔盐储热技术改造的火电机组灵活性高、调节速度快,可 以适应深度调峰、启停调峰、旋转备用交易等辅助服务。 第二,电力现货市场交 易加快后,带有 熔盐储能的火电机组可以大规模储热,存储谷电,在电价高的时 候释放热量获取高收益。第三,大容量熔盐储能可以实现供蒸汽、供热。 未改造 的热电联产火电机组仍然是热电耦合状态,具有季节使用局限性。高温熔盐储热 技术可以拓展火电灵活机组的供热场景,创造额外供热、供蒸汽收益。 第四,高 温熔盐储热技术可以参加退役火电机组延寿改造。 拆除机组煤炭、锅炉系统后, 可以保留汽轮机组,利用熔盐储能吸收新机组热量或消纳谷电,通过放热驱动汽 轮机发电,增加整体电站的尖峰发电出力能力。 图 3 火电机组采取高温熔盐储热技术的应用前景展望 资料来源基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析 李峻等 、国 海证券研究所整理 根据基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析(李峻 等, 2021 年)中的举例说明,经过高温熔盐改造后的火电机组在如下页表 1 的 参数假设下,考虑调峰服务费收入情况下, 350MW 的火电机组可以实现 4310 万元的年度收益。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 9 表 1火电机组熔盐储能改造后参加调峰服务费用的收入模型测算 火电机组容量 350MW 调峰范围 50向下调至 20 年调峰小时数 800h 参与调峰时未发电量 84GWh 加权调峰服务费 0.433/kWh 调峰服务费 -收入 3640 万 煤耗指标 300g/kWh 标煤价 750 元 /t 燃煤调峰 -成本 1890 万元 熔盐储能装机容量 105MW 储热时长 8h 熔盐储能转换效率 76.2 熔盐系统可发电量 64GWh 上网电价 0.4/kWh 上网电价 -收入 2560 万元 高温熔盐改造后年度 -收益 4310 万元 资料来源基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析 李峻等 ( 2021 年)、国海证券研究所 1.2、 工业蒸汽熔盐储热实现谷电存热,保障供热供汽 与火电灵活改造类似,利用熔盐优良的储能特性, 熔盐储能还可以用于谷电加热 ( 利用谷电将低温熔盐加热后存储至高温熔盐罐,在白天用热用汽时段,利用高 温熔盐供暖供热 ) 、余热回收 ( 通过熔盐储热系统将 钢铁生产的 余热回收利用, 用于供暖供热、发电等 )。 图 4 新型熔盐蓄热供热技术原理示意图 资料来源熔盐蓄热供热技术研究与示范项目周宇涵 熔盐储能可在低谷时段消纳富余电能,尖、高峰时段对外供热、供蒸汽。 新型熔 盐蓄热供热技术通过利用晚间谷电加热熔盐储能,加热后的高温熔盐储存到储罐 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 10 中,白天放热,通过循环泵将高温熔盐抽出与换热器给水换热,实现供热需求。 利用该技术可以 24 小时为用户供热,有效转移了富余的低谷电力,提高了电网 稳定性和电能的使用率,也增加了供热安全保障和品质。和其他技术比,熔盐储 热的储能密度、占地面积、使用寿命来具有优势。既适合北方高密集城市地区对 热水、蒸汽供应系统进行绿色改造,也适合工业地区工业蒸汽的生产应用。 表 2不同蓄热技 术的对比 蓄热方式 水蓄热 固体蓄热 相变蓄热 新型熔盐储热 占地面积 面积大 占地小 占地小 占地小 优点 物理、化学性质稳定,来 源丰富;投资小;可作蓄 热介质和传热介质;系 统投资小 常压系统, 温度上限高, 储热能力强 常压系统,能够充分利 用潜热和显热存储热量 常压系统,储能密度大, 安全性能高,运行费用 低,储热介质储热温差 大,且可稳定运行 30 年 以上 缺点 水蓄热温度低、温差小 换热难度大,对加热器 要求高, 取热不稳定,控 制系统复杂;固体蓄热 材料多次加热会导致裂 开粉化,寿命短 初始投资高 ; 长期使用 后蓄热材料易泄露,导 热性较差;系统复杂,需 要多级换热 初始投资高 资料来源熔盐蓄热供热技术研究与示范项目周宇涵 我们梳理了目前国内已经投入运行的熔盐储热改造项目的情况,以北京两个供 热中心改造项目为例,在天然气价格上涨的背景下,利用谷电进行供热均能实现 比较好的经济性。 1、北京热力集团花家地供热中心熔盐储热改造项目 根据熔盐蓄热供热技术研究与示范项目( 2021 年)中引用案例 北京热力 集团花家地供热服务中心,原本配置 9 台 14MW 燃气锅炉,非供暖季只启用一 台燃气锅炉,每天启停也造成能耗大、经济性差的问题。因此公司投资 669 万元 (设备投资、不含税)建设了一套加热功率 2.1MW 的新型熔盐储热装置,该示 范项目满足了非冬季与燃气锅炉厂房联合,并在冬季可以进行应急供热的需求。 根据 2019 年数据实测,系统能量转换的效率达到 96.3,通过熔盐加热生产的 热水电费成本 2.75 万元,折合热水共计 2512 吨,折算热水单吨电费成本 10.9 元, 2019 年的热水供应价格为 35 元每吨,收益较好。 2、北京热力供应中心北京西站蒸汽供应熔盐储热改造项目 根据 熔盐储能供蒸汽技术的应用前景分析 2022 年 中引用案例 北京一燃 气热力供热中心为北京西站供应蒸汽负荷项目为例,该项目采取了利用熔盐储代 替燃气锅炉 进行替代。该项目利用低谷电时间段,将低价格电能转换为热能存储, 白天时使用熔盐储能系统对外供应蒸汽。该项目 获得了张家口及赤峰绿电进京指 标;采用低谷绿电作为热源,补贴后谷电价格为 0.15 元 /kWh。根据该电价进行 核算,折算后的蒸汽运行成本为 105元 /t,作为新能源储能消纳供蒸汽示范项目, 该运行成本仅为燃气运行成本(北京燃气价格 2.6 元 /m3,蒸汽成本为 208 元 /t) 的 50左右,大大节省了运行费用。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 11 3、西子洁能绍兴柯桥熔盐发电、储热供汽项目 根据西子洁能技术专家刘可亮在利用绿电熔盐储能,助力零碳产业园的实践 ( 2022 年)主题演讲中介绍的案例,西子洁能承接的绍兴绿电熔盐储能项目进 展迅速,零碳园区的商业模式开始推广。西子洁能正在打造首个绿色零碳产业园 项目。该绿电熔盐储能示范项目位于浙江绍兴滨海工业园区(柯桥),园区内以 纺织印染行业为主。纺织印染行业是浙江的高能耗产业之一,低碳转型压力较大。 根据 浙江省发展改革委关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见(征求意 见稿)提出 “不将绿色电力消费计入碳排放量核算,探索绿色电力消费抵扣一 定比例能耗 ”。 高能耗企业有动力在节能降碳找寻新的路径。绍兴绿电项目储能 时长达 10 小时 ,利用熔盐储能满足园区的用热及用电需求。 项目的 主要参数包括,熔盐的使用量约 7500 吨,使用的是光热领域应用最多的 二元熔盐。蒸汽参数 3MPa, 257℃ ;负责把电转化成热的电加热功率比较大, 约 150MW。在背压的运行工况下,机组发电能力是 8MW;如果是纯凝,后面低 压发电能力是 17MW,加起来机组的顶峰能力为 25MW;年运行小时数是 8400 小时。 采用背压发电供热系统 纯凝顶峰系统,当电网有顶峰需求响应时,背压 机出口蒸汽停止对外供热,转而进入纯凝机进行全纯凝运行,实现对电网的需求 响应服务。 1.3、 重点项目投资及技术参数 梳理 表 3重点项目信息梳理 项目 类型 相关项目承包方及金额 项目指标 单位投资 绍兴柯桥 50t/h 绿电 熔盐试点项目 熔盐储能 工业 蒸汽 /供热 发电 西子洁能 ( 1.92亿元) 2022.3.8 招标, 2022.10.20 实现供气。该 项目是绍兴绿电能源有限公司绿电熔盐 储能项目的第一期。蒸汽供应 50t/h, 预 计发电 3200 万 KWh,年蒸汽供应量 42 万吨 两期全部达产后, 年供应 84 万吨 ,年发 电量 6370 万 KWh,直接经济效益 15 亿 元 蒸汽百万吨 /年 投资规模 4.6 亿 元 江苏国信靖江电厂 2660MW 机组熔盐 储能调峰供热 熔盐储能 火电 灵活性改造 EPC西安热工研究院 ( 4188 万 元) 高低温熔盐储热罐蓝星(北京)化工 和机械有限公司( 186 万) 无机盐河北井矿新能源科技( 604 万 元) 熔盐电加热器东方电热( 460 万 元) 熔盐阀哈电集团 ( 145 万 元) 熔盐泵江苏飞跃 ( 149 万 元) 换热器、疏盐 罐西子洁能( 93万 元) 项目设计配套储热量 75MWh,采购储热 用无机盐 1260 吨,使用温度 180℃~ 450℃。该项目于 2022 年 12 月投运。 2021年 7月西安 热工研究院以 4188 万元中标 EPC。按照储热 量 计 算 , 每 100MWh投资规 模约 5584 万元 资料来源 CSPFOCUS、浙江天圣控股集团有限公司官网、西子洁能官网、西子洁能公告、商业新知、国海证券研究所 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 12 2、 整体产业链的分析 2.1、 产业链涉及公司 光热发电各个环节的核心部件包括聚光系统包含反射镜、定日镜支架、跟踪驱 动装置;集热系统包含吸热器;储热系统包含熔融盐、熔盐储罐、熔盐泵、熔盐 阀、电伴热 /加热器、保温材料等;发电系统包括换热器、蒸汽发生器、汽轮机。 随着光热储能的规模增大及储能时间延长,定日镜(聚光) /熔融盐(储热)的用 量会相应增加。 图 5光热发电 产业链所涉及公司 资料来源 2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书 杜凤丽 等 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 13 表 4各环节核心设备使用量 项目 储能时长 (小时) /容量 反射镜面积 (万平方米) 熔盐用量 (吨) 吸热管用量 (支) 导热油用量 (吨) 大成敦煌 50MW 线 菲项目 15h/50MW 127 24000 22000 / 中能建哈密 50MW 塔式项目 13h/50MW 72 16000 / / 鲁能格尔木 50MW 塔式项目 12h/50MW 61 16000 / / 首航敦煌 100MW 塔式项目 11h/100MW 140 30000 / / 乌拉特 100MW 槽式项目 10h/100MW 115 73130 52800 7500 中广核德令哈 50MW 槽式项目 9h/50MW 62 36000 27500 2000 中控 德令哈 50MW 塔式项目 7h/50MW 54.3 10093 / / 中电建共和 50MW 塔式项目 6h/50MW 60 9300 / / 资料来源 CNSTE、 2021 中国太阳能热发电行业蓝皮书 杜凤丽等 、国海证券研究所 2.2、 光热建设集成商项目经验构筑竞争优势 2.2.1、 首航高科光热发电全产业链布局 首航高科是目前国内领先的、布局完整产业链的光热发电集成、设计、制造商。 首航高科具备完整的光热系统设计、生产、工程经验,包括了塔式、槽式、碟式 技术。业务覆盖了光热发电核心环节聚光系统、吸热器系统、换热系统、聚光 场跟踪系统、空冷系统等。 首航高科敦煌 100MW 熔盐塔式电站是国家首批光热发电示范项目之一。 公司 在 2016 年进行了定增募集资金共计 46 亿元,其中 30.4 亿元投入首航敦煌 100MW 光热项目,其中设备投资 20.5 亿元。首航敦煌 100MW 光热电站电量 产能有一个爬坡过程。 2019-2021 年,公司所运营的光热 电站年发合计电量为 8633 万度、 1.29 亿度、 1.94 亿度。 2022 年 6 月份的发电总量 3379 万度,创历 史新高,比去年同期增长 91.2,单次连续不间断的发电时间 262 小时。二季 度的总发电量 8550 万度,随着系统越来越成熟,发电量还有继续提升空间。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 14 表 5首航敦煌 100MW 光热发电示范项目参数信息 设备 参数 施工周期 2016 年 11 月奠基开工, 2018 年 12 月并网投运 定日镜 定日镜按 5 7, 35 块子镜组成, 115.7 平的大镜子,精度是 2 毫弧度,设计风载是 10m/s。使 用寿命是按 30 年设计。 定日镜面积 115.7m2 镜场面积 140 万平方米 定日镜数量 1.2 万台 等效利用小时数 3516h 吸热系统 平均能流密度可以达到 750 千瓦(每平方米),局部最高能流密度达到 1.2 兆瓦(每平米);涂 层吸收率大概是 95左右,吸热器一共是 14 片,组装更方便 吸热管材料 宝钢联合开发,牌号为 SHBG-2 的系列材料,具有非常好的抗熔盐腐蚀,耐受高温热疲劳的特 性 储热罐 高度 15 米,冷罐直径 37 米,直径 39 米,设计温度冷罐 400 度,热罐 593 度,保温指标每天 温降是 1 度左右 熔盐使用量 30000 多吨 储热时长 11 小时 设计发电量 3.9 亿千瓦时 2021 年年发电量 1.94 亿千瓦时 2022 年发电量 敦煌电站经检修后 2022 年 4 月 13 日并网,不到三个月时间里发电量超 8248 万 kwh,再创佳 绩。 上网电价 1150 元 /MWh 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与运行首航高科、 CSPPLAZA、国海证券研究所 第一,该项目由首航高科公司完全自主设计、投资和建设,拥有自主知识产权, 设备国产化率高。 依托于投资建设的 10MW、 100MW 的塔式熔盐光热发电项目, 公司积累了开发和建设经验,验证了自身光热产品的可靠性、性能,为之后的核 心零部件环节的技术迭代打下基础。 表 6首航敦煌 100MW 塔式光热发电项目关键零部件环节供应商情况 项目 技术来源 设备供应 申报方案供应商 实施方案供应商 定日镜 自主研发 国产 首航高科 首航高科 跟踪驱动装置 自主研发 国产 首航高科 首航高科 吸热器 自主研发 国产 首航高科 首航高科 熔盐泵 国外引进 进口 磨锐、福斯、费亚泰克 福斯 熔盐蒸汽发生器 自主研发 国产 首航高科 设计 山东北辰 生产 聚光场跟踪系统设 备 自主研发 国产 首航高科 首航高科 汽轮机 国外引进 进口 GE\西门子 \MAN - 空冷系统 自主研发 国产 首航高科 首航高科 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与运行首航高科、首航高科公司公告、国海证券研究所 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 15 第二,定日镜系统技术和生产线较为领先。 首航高科敦煌 100MW 项目采用的是 大型定日镜,采取的 5*7 面、总面积 115.7 平米。敦煌 100MW 项目作为二期项 目,公司对一期 10MW 的定日镜系统进行了技术迭代,对定日镜的背板形式、 减速机的大小做了优化设计,二期项目定日镜减速机体积减小很多。同时,针对 吸热器、子镜、跟踪系统等关键装备或部件的加工制造,首航高科也进行了大量 的研发和优化工作。 图 6 首航敦煌光热项目定日镜现场图片 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与运行首航高科 首航整个定日镜生产环节,采取的先进的流水线,高精度、全自动化定日镜组装、 检验一体化生产线。对于核心部件 -传动装置,为确保其交货期和控制精度,首 航已经购置了大量的高精度加工中心进行自主生产。 图 7 首航高科自动化生产线 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与运行首航高科 第三,吸热系统的钢管材料是跟宝钢进行联合开发。 吸热塔的核心材料是吸热管 道,宝钢特钢与首航节能合作开发的 SHBG-2 和 UNSN06230 镍基合金板管将 应用于首航节能 100 兆瓦塔式熔盐项目中。敦煌二期的吸热器设计的平均能流 密度是 750kW/m²,局部能流密度 1.2MW/m²,采用耐高温、抗腐蚀的材料,管 子表面覆盖特殊吸热涂层,涂层吸收率大概是 95左右。首航高科的“ 100MW 熔盐塔式光热电站吸热器”进入国家能源局的 2021 年度能源领域首台(套) 重大技术装备项目名单(公示稿)。 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 16 图 8吸热塔内部结构图 图 9 吸热塔示意图 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与 运行首航高科 资料来源首航节能敦煌 100MW 熔盐塔式光热电站建设与 运行首航高科 表 7首航高科历史项目、业绩统计 项目 时间 项目 /合作情况 青海德令哈太阳能热发电 项目太阳岛 EPC 合同 2016/4/11 该项目为首航高科与山东电力建设第二工程公司联合中标,累计中标金额 6.44 亿元 首航高科等签署玉门龙腾 50MW 槽式硅油项目 EPC 合同 2018/6/15 玉门龙腾新能光热开发有限公司玉门东镇导热油槽式 5 万千瓦光热发电示 范项目 EPC 总承包工程,合同共计 15.9 亿元。但该示范项目未在 2021 年 底前如期上网。 玉 门 首 航 高 科 新 能 源 100MW 光热发电示范项 目 2018/9/18 神华国华玉门熔盐塔式 10万千瓦光热发电项目是 2016年国家首批光热示 范项目之一,原定由北京国华电力有限责任公司投资建设,于 2018 年 2 月 决定退出。项目由首航高科接续开发,规划投资 24.6 亿元,首航高科拟使 用非公开募集资金投入。但该项目未在 2021 年底前并网发电,根据 2021 年年报,该项目募集资金使用进度 81,在建工程进度为 0.48。 青豫直流二期三标段 2021/10/1 联合三峡新能源中标,项目包括 海南州共和塔拉滩光伏 90 万千瓦、海西州 格尔木乌图美仁光热 10 万千瓦 。 白碱滩区(克拉玛依高新技 术产业开发区)企业投资项 目备案 2021/11/3 控股孙公司克拉玛依市首航光电有限公司(以下简称“首航光电”)获得新 疆维吾尔自治区克拉玛依市白碱滩区克拉玛依高新区发展和改革委员会 出具的白碱滩区(克拉玛依高新技术产业开发区)企业投资项目备案证。 项目总投资 58000 万元,拟在克拉玛依高新技术产业开发区内使用 270 万 ㎡ 土地建设源网荷储一体化项目光伏发电及储能装置建设。项目按 150MW 光伏按照装机容量的 10配置储能,储能时长 2h15MW/30MWh。包括储 能电池模块和电池管理系统。 与酒泉市肃州区人民政府 经友好协商双方签订合作 协议 2021/12/26 待首航高科完成迁址相关手续后,酒泉市肃州区政府根据公司迁址程序节 点,分批次向公司提供一定金额的迁址补贴;首航高科将在酒泉市辖城内 投资建设一批“光热 光伏 风电”“光伏 储能”新能源发电基地,总装机 500 万千瓦,年均不低于 100 万千瓦,具体配比符合国家主管部门相关规 定,酒泉市肃州区人民政府予以协调酒泉市政府和甘肃省有关部门使相关 指标及时得到批复。 与国家能源集团国源电力、 神华神东电力签署合作协 议 2021/12/28 联合加大新能源 开发、火电灵活性改造等的开发力度,在新能源项目开发 建设、火电灵活性改造(火电机组深度调峰调频)、设备供应、运行维护技 术服务及其他可能的领域等展开全面合作。 与酒泉市肃州区人民政府 2022/8/4 该投资协议包含的主要内容为 200MW 熔盐塔式光热储能发电项目,同时 证券研究报告 请务必阅读正文后免责条款部分 17 签订投资合作协议 在酒泉市辖域内再配置 800MW 风电 520MW 光伏。最终落实备案项目为 “ 200MW 光热 800MW 风电 520MW 光伏”的光热(储)新能源多能互 补一体化大基地项目。该项目预计投资金额约 100 亿元至 110 亿元左右。 根据
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