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基础化工行业专题报告:盐穴储能“零碳”技术实现商业化突破,具备盐穴资源的纯碱公司受益

基础化工行业专题报告:盐穴储能“零碳”技术实现商业化突破,具备盐穴资源的纯碱公司受益

研报

基础化工行业专题报告:盐穴储能“零碳”技术实现商业化突破,具备盐穴资源的纯碱公司受益

  盐穴压缩空气储能是一种助力电网削峰填谷、优化能源结构的先进技术,我国应用前景巨大:盐穴压缩空气储能是指利用弃风、弃光或电网负荷低谷时的弃能压缩空气,将其高压密封在地下盐穴中,在用电高峰时再释放压缩空气推动空气透平发电,从而大幅改善发电用电的时空结构,助力电网削峰填谷、促进新能源高效消纳。以高压容器为主的储气模式建设成本较高,限制了其装机容量和推广应用;而盐穴储气具有建设成本低、占地面积小、技术成熟、密封性好、储气压力高、安全稳定、具有损伤自我恢复功能等优点,可以满足大规模先进绝热压缩空气储能的储气技术需求。据CNKI,我国盐穴资源丰富,现有盐穴约1.3×108m3,其中大部分经过造腔后密封性良好,但是目前已利用的盐穴仅有40多个,仅占总量的0.2%,绝大多数的盐穴资源处于闲置状态,可利用的空间巨大。   非补燃压缩空气储能电站符合零碳发展趋势,正持续大型化、商业化:目前,全球已有2座大规模盐穴压缩空气储能电站投入商业运行,分别是1978年建设的德国Huntorf电站(输出功率321MW,运行效率29%)和1991年建设的美国McIntosh电站(输出功率110MW,运行效率54%),至今仍运转良好。但由于这两座电站都采用天然气进行补燃,故存在燃料依赖和排放污染等问题。非补燃压缩空气储能增加回热系统,将压缩热循环利用,实现无燃烧、零碳排。目前我国已有2座盐穴压缩空气储能电站分别于2021年9月和2022年5月成功并网发电,分别是山东肥城10MW示范电站和中盐金坛60MW/300MWh国家试验示范项目,运行效率达到60%以上。后续河南平顶山市叶县200MW盐穴先进压缩空气储能电站和江苏淮安465MW/2600MWh(一期单机115MW,二期单机350MW)盐穴压缩空气储能项目有望陆续投产,我国非补燃盐穴储能技术持续往大型化、商业化发展,具备广阔应用前景。   系统效率的提升以及成本的下降,将推动压缩空气储能经济化发展,具备盐穴资源的纯碱公司有望受益:不考虑运行效率,金坛盐穴压缩空气储能国家示范电站一期的储能容量300MWh,理论上在一个运行周期内可以存储30万度的电能,预计年发电量约1亿kWh,投资额约5亿元。据中能电研,目前从已建成和在建的压缩空气储能项目来看,兆瓦级的系统效率可达52.1%,10兆瓦的可达60.2%,百兆瓦级别以上的系统设计效率可以达到70%,先进压缩空气储能系统效率能够逼近75%。系统规模增加后,单位投资成本也持续下降,系统规模每提高一个数量级,单位成本下降可达30%左右。盐穴储能项目向经济化发展,有望利好具备盐穴的纯碱公司,符合造井条件的闲置盐穴加以利用,将打造新的利润增长点,建议关注中盐化工、和邦生物、雪天盐业、双环科技、云图控股、苏盐井神等。   风险提示:技术商业化进度不及预期、盐穴地质条件受限等。
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  • 化学制品
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    安信证券股份有限公司

  • 发布日期:

    2022-07-25

  • 页数:

    12页

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  盐穴压缩空气储能是一种助力电网削峰填谷、优化能源结构的先进技术,我国应用前景巨大:盐穴压缩空气储能是指利用弃风、弃光或电网负荷低谷时的弃能压缩空气,将其高压密封在地下盐穴中,在用电高峰时再释放压缩空气推动空气透平发电,从而大幅改善发电用电的时空结构,助力电网削峰填谷、促进新能源高效消纳。以高压容器为主的储气模式建设成本较高,限制了其装机容量和推广应用;而盐穴储气具有建设成本低、占地面积小、技术成熟、密封性好、储气压力高、安全稳定、具有损伤自我恢复功能等优点,可以满足大规模先进绝热压缩空气储能的储气技术需求。据CNKI,我国盐穴资源丰富,现有盐穴约1.3×108m3,其中大部分经过造腔后密封性良好,但是目前已利用的盐穴仅有40多个,仅占总量的0.2%,绝大多数的盐穴资源处于闲置状态,可利用的空间巨大。

  非补燃压缩空气储能电站符合零碳发展趋势,正持续大型化、商业化:目前,全球已有2座大规模盐穴压缩空气储能电站投入商业运行,分别是1978年建设的德国Huntorf电站(输出功率321MW,运行效率29%)和1991年建设的美国McIntosh电站(输出功率110MW,运行效率54%),至今仍运转良好。但由于这两座电站都采用天然气进行补燃,故存在燃料依赖和排放污染等问题。非补燃压缩空气储能增加回热系统,将压缩热循环利用,实现无燃烧、零碳排。目前我国已有2座盐穴压缩空气储能电站分别于2021年9月和2022年5月成功并网发电,分别是山东肥城10MW示范电站和中盐金坛60MW/300MWh国家试验示范项目,运行效率达到60%以上。后续河南平顶山市叶县200MW盐穴先进压缩空气储能电站和江苏淮安465MW/2600MWh(一期单机115MW,二期单机350MW)盐穴压缩空气储能项目有望陆续投产,我国非补燃盐穴储能技术持续往大型化、商业化发展,具备广阔应用前景。

  系统效率的提升以及成本的下降,将推动压缩空气储能经济化发展,具备盐穴资源的纯碱公司有望受益:不考虑运行效率,金坛盐穴压缩空气储能国家示范电站一期的储能容量300MWh,理论上在一个运行周期内可以存储30万度的电能,预计年发电量约1亿kWh,投资额约5亿元。据中能电研,目前从已建成和在建的压缩空气储能项目来看,兆瓦级的系统效率可达52.1%,10兆瓦的可达60.2%,百兆瓦级别以上的系统设计效率可以达到70%,先进压缩空气储能系统效率能够逼近75%。系统规模增加后,单位投资成本也持续下降,系统规模每提高一个数量级,单位成本下降可达30%左右。盐穴储能项目向经济化发展,有望利好具备盐穴的纯碱公司,符合造井条件的闲置盐穴加以利用,将打造新的利润增长点,建议关注中盐化工、和邦生物、雪天盐业、双环科技、云图控股、苏盐井神等。

  风险提示:技术商业化进度不及预期、盐穴地质条件受限等。

中心思想

本报告的核心观点是:盐穴压缩空气储能技术(CAES)作为一种先进的大规模储能技术,在助力电网削峰填谷、优化能源结构、促进新能源高效消纳方面具有巨大潜力,其商业化应用正逐步推进。尤其是非补燃CAES技术,符合零碳发展趋势,具备大规模发展条件。我国盐穴资源丰富,具备发展CAES的良好基础,相关项目陆续投产,将推动CAES产业的经济化发展,并为拥有盐穴资源的纯碱企业带来新的利润增长点。

盐穴压缩空气储能技术:清洁能源消纳与电网优化的关键

我国盐穴资源优势及CAES产业化发展前景

主要内容

盐穴压缩空气储能系统在我国能源电力领域将具备广阔前景

压缩空气储能技术可促进清洁能源高效消纳、实现智能电网削峰填谷

报告指出,大规模储能技术是解决可再生能源(风能、太阳能)间歇性问题和电网峰谷差的关键。抽水蓄能和蓄电池储能技术各有局限性,而压缩空气储能技术(CAES)具有成本优势、储能容量大、技术可靠等优点,成为大规模储能领域极具潜力的发展方向。 我国弃风弃光现象严重,CAES技术能够有效解决这一问题,并促进能源结构清洁化转型。

盐穴储气库极具成本与性能优势,可利用空间巨大

报告详细分析了盐穴储气库的优势,包括建设成本低、占地面积小、技术成熟、密封性好、储气压力高、安全稳定等。与地面储气模式相比,盐穴储气成本更低,占地更少。我国盐穴资源丰富,但目前利用率极低,可利用空间巨大。报告还阐述了盐穴储气库选址的原则,并列举了我国东部地区盐穴资源分布及容量数据(表1)。

非补燃 CAES 技术具备大规模发展条件

盐穴压缩空气储能电站正逐步往大型化、商业化发展

报告回顾了全球CAES电站的发展历程,重点介绍了德国Huntorf电站和美国McIntosh电站,并对比分析了两者的技术参数(表2)。虽然这两座电站采用天然气补燃,但其长期稳定运行证明了CAES技术的可靠性。报告强调,非补燃CAES技术避免了燃料依赖和排放污染,更符合零碳发展趋势。报告详细介绍了我国已建成和在建的多个盐穴压缩空气储能电站项目,包括山东肥城10MW示范电站、江苏金坛60MW/300MWh国家示范项目、河南平顶山叶县200MW电站以及江苏淮安465MW/2600MWh项目等(表3),这些项目的投产将推动我国非补燃CAES技术的大型化和商业化发展。报告还分析了绝热压缩空气储能、液态空气储能、超临界压缩空气储能三种技术路线。

储能释能过程无需补充燃料,具备能量时空平移能力

报告详细阐述了非补燃CAES系统的储能和释能过程,包括利用回热系统回收和利用压缩热能,实现无燃烧、零碳排放。并以金坛盐穴压缩空气储能国家示范项目为例,详细介绍了该项目的技术原理、系统构成、运行效率以及盐穴储气库的特性,并通过图表展示了盐穴储气库内空气温度和压力的变化情况以及盐岩层温度分布曲线(图6、图7)。

投资建议

报告建议关注具备盐穴资源的纯碱公司,并列举了中盐化工、和邦生物、雪天盐业、双环科技、云图控股、苏盐井神等公司,并简要介绍了这些公司拥有的盐穴资源情况。

风险提示

报告指出了技术商业化进度不及预期和盐穴地质条件受限等风险。

总结

本报告对盐穴压缩空气储能技术进行了深入分析,指出其在我国能源电力领域具有广阔的应用前景。我国盐穴资源丰富,非补燃CAES技术发展迅速,相关项目陆续投产,将推动CAES产业的经济化发展,并为拥有盐穴资源的纯碱企业带来新的利润增长点。 然而,技术商业化进度和盐穴地质条件仍存在一定风险,需要持续关注。 报告提供的统计数据和项目信息为投资者提供了重要的参考依据。

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