事件:4月7日早盤消息稱,國家能源局于近日發布《關于推動光熱發電規模化發展有關事項的通知》(簡稱《通知》),《通知》提出,力爭“十四五”期間,全國光熱發電每年新增開工規模達到300萬千瓦左右(3GW左右)。
受此消息提振,4月7日光熱發電板塊大漲,久盛電氣20CM漲停、首航高科、西子潔能、安彩高科、三位化學等漲停。
截止2022年底,我國光熱發電累計裝機僅為588MW(0.588GW),當年新增光熱發電裝機僅為50MW。按照能源局最新規定,“十四五”期間每年新增3GW,即未來3年每年新增9GW,那么每年新增相當于提升了60倍。
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本文將從光熱發電的市場規模、與光伏發電的對比、光熱發電行業概況以及光熱發電產業鏈角度全面闡述光熱發電在中國新能源發電中的地位。
01/光熱發電市場規模
根據最新的招投標數據顯示,光熱投資已經從2021年以前22000~40000元/KW下降到了最新的16500~19000元/KW。根據此投資成本,那么每年新增投資規模495-570億元的規模,3年將新增1485-1710億元的投資規模。
而據國際能源署預測,中國光熱發電市場到2030年將達到29GW裝機,到2040年翻至88GW裝機,到2050年將達到118GW裝機。光熱裝機具有廣闊增長空間。未來中國光熱發電市場的規模將超萬億規模。
02/光熱發電與光伏發電
光熱發電也叫聚光型太陽能熱發電,其基本原理是通過鏡面反射太陽光至集熱器完成太陽能的采集,然后通過換熱裝置提供高壓過熱蒸汽驅動汽輪機轉換成電能。
整個裝置分為三個部分,第一個部分是太陽光集熱環節,中間環節是儲熱環節,第三個環節是利用熱能發電的環節。
簡單來說,當太陽光強的時候,利用太陽光反射將熔鹽溫度升高,轉化為熱能,完成第一步的儲能。太陽落山后,再將熱能轉化為電能進行發電。因此,光熱發電也是唯一可以24小時連續發電的技術。
光熱發電與光伏發電都是把光能轉換成電能。區別在于,光伏系統中,太陽能被直接轉換成電能;光熱能系統中,將太陽能轉換成熱能,熱能再通過熱機做工,產生電力。與光伏發電相比,光熱發電在連續發電、儲能容量、儲能成本、穩定性、安全性、環保性及壽命等方面具有優勢。
由于成本原因,光伏發電裝機量遠超光熱發電裝機量。截至2021年,我國太陽能發電裝機總容量達到307GW,同比增長20.9%;其中,光伏累計裝機容量306GW,而光熱累計裝機容量為0.58GW(全球為6.69GW)。
不過,隨著未來成本有望繼續下行,光熱發電的增速將高于光伏的增速。
03/光熱發電的基本概況
按照聚能方式及其結構進行分類,光熱發電主要有塔式、槽式、碟式、菲濕爾式太陽能光熱發電四大類技術,而塔式和槽式光熱發電技術商用更廣泛。
在全球主要國家和地區已建成的光熱發電系統中,槽式占比最高,槽式/塔式/菲涅爾式的占比分別為76%/20%/4%。
在我國已建成的光熱發電系統中,塔式占比最高,塔式/槽式/菲涅爾式的占比分別為60%/28%/12%。
具體來對比塔式和槽式,槽式技術較為成熟,在國際上已經有豐富的應用經驗,但系統效率低于塔式,并且成本下降空間有限;塔式技術效率高,雖然目前塔式電站的投入成本較為高昂,但隨著未來技術發展有望下降,未來具有較好的發展前景。
因此,從系統效率來看,塔式光熱發電是未來發展的主要方向。
04/光熱發電產業鏈梳理
光熱系統龐大、產業鏈長,多行業有望受益
光熱發電的產業鏈可以分為基礎材料、裝備制造、電站EPC、電站運營、電力輸配等幾個環節。目前,雖然我國光熱發電產業鏈條完整,但是項目經驗不足,不少領域發展時間較短,核心環節在于裝備制造和電站EPC。
光熱電站建設主要有四大系統:聚光系統、吸熱系統、儲熱/換熱系統、發電系統。
值得注意的是,在我國已建成的光熱發電系統中,塔式占比最高,塔式/槽式/菲涅爾式的占比分別為60%/28%/12%。
塔式光熱電站的投資成本中,聚光系統、儲換熱系統合計占比近70%。據可勝技術測算,一個塔式光熱發電站的聚光系統/吸熱系統/儲換熱系統/熱力系統成本占比分別為51.4%/7.73%/17.88%/7.12%;而一個12h儲熱時長100MW的塔式光熱電站的總投資一般在25~30億元之間,按照30億元計算,聚光系統/吸熱系統/儲換熱系統/熱力系統的成本分別達15.42/2.32/5.36/2.14億元。
聚光系統——價值量占超50%。其中:控制器占15%,反射鏡/定日鏡占到9%,支架占到9%,集熱管/吸熱器占比7%左右,其他驅動器、動力設備大概占到50%。
動力設備包括汽輪機(上海電氣、東方電氣)、變壓器(三變科技)等。代表廠商有首航高科、天沃科技、安彩高科、振江股份(支架)。
熔鹽環節——價值量一般占20%左右,這個取決于設計規格(輸送電時間),增加的成本主要就是熔鹽罐大小和熔鹽的量。除了熔融鹽、熔鹽罐,還有吸熱器/集熱器、換熱器、保溫材料等。
熔融鹽是實現能量變換的核心,占總成本的7-8%,目前熔鹽成分一般為高純硝酸鹽要求99.9%純度(硝酸鈉:硝酸鉀6:4配比),單GW熔鹽儲能項目對硝酸鹽項目的需求大概在50-70萬噸左右,代表廠商有鹽湖股份(硝酸鈉硝酸鉀),云圖控股(硝酸鈉),山東海化集團(硝酸鈉)等。
此外,蒸汽發生器代表公司有西子潔能、上海電氣、金通靈、華光環能;熔鹽罐有藍科高新、藍星化工、東方電氣等;熔鹽泵有蘭州蘭泵、濟南華威等。保溫材料,成本占比較小,不到1%,主要廠商有魯陽節能。
終端——為EPC,以及電站運營。代表公司有國電電力、中廣核新能源、三峽能源、首航高科等。
光熱發電的建設產業鏈長,對產業有較強的拉動力。光熱發電的發展一方面能促進高端裝備、自動化、軟件等產業的發展,另一方面還可消化大量水泥、鋼材、玻璃、化工、機械等行業的過剩產能。通過首批光熱發電示范項目建設,我國光熱發電裝備制造產業鏈已經基本形成,在國家首批光熱發電示范項目中,設備、材料國產化率超過90%,在部分項目中(如青海中控德令哈5萬千瓦塔式光熱發電項目),設備和材料國產化率已達到95%以上。
據太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟不完全統計,2021年,我國從事太陽能熱發電相關產業鏈產品和服務的企事業單位數量近550家;其中,太陽能熱發電行業特有的聚光、吸熱、傳儲熱系統相關從業企業數量約320家,約占目前太陽能熱發電行業相關企業總數的60%,其中聚光領域從業企業數量最多,約170家。
重點公司梳理:
光熱系統集成商
首航高科:公司是國內光熱發電的領軍企業,公司依托扎實的研究與開發成果,分別投資建設了10MW和100MW的塔式熔鹽光熱發電項目,首航敦煌100MW光熱發電項目獲批為國家第一批光熱電站示范項目,公司同時具備了塔式槽式、蝶式技術,是國內唯一家光熱發電全產業鏈布局的公司
儲熱、換熱核心設備
西子潔能(蒸汽發生器、吸熱器、儲熱罐):公司是國內余熱鍋爐行業排名第一,公司自主研發“適用于光熱與儲熱系統的大功率熔鹽吸熱器與熔鹽蒸汽發生系統"
東方電氣(蒸汽發生器、汽輪機、吸熱器):全球最大的發電設備研發制造基地和電站工程承包特大型企業之一,子公司成功中標甘肅阿克塞110MW光熱發電項目聚光集熱系統設備
定日鏡驅動支架
川潤股份(液壓驅動):我國潤滑液壓設備領域領先企業,公司核心產品應用于光熱發電領域,完成了國內“50MW塔式光熱發電定日鏡液壓驅動系統” 示范項目研發。
振江股份(定日鏡支架): 風電鋼結構件龍頭。公司主營業務為風電設備、光伏/光熱設備零部件;公司生產的光熱設備產品主要包括集熱器支架、立柱等光熱設備配套產品。
長盛軸承(定日鏡轉向軸承):全球最專業的滑動軸承制造商之一
超白玻璃
安彩高科:公司在互動易平臺表示公司有一條日熔量600噸光熱玻璃產線,目前訂單充足。
電伴熱系統
久盛電氣:公司已經為中電建青海共和50MW塔式光熱發電項目、內蒙古烏拉特中旗導熱油槽式100MW光熱發電項目、蘭州大成敦煌50MW熔鹽菲涅爾式光熱電站、玉門鑫能熔鹽塔式5萬千瓦光熱發電項目、華能清能院三亞光熱項目、首航高科等多個光熱發電項目提供電伴熱產品及整體解決方案。
保溫材料
魯陽節能:亞洲地區規模最大的耐火纖維生產企業,產能48萬噸,包括山東、內蒙古、新疆、貴州四大基地,占全國銷量的40%,市占率第一。公司為為光熱發電系統提供定制化的防火、保溫、隔熱解決方案,實現了部分系統關鍵部位保溫、隔熱解決方案的突破,成功應用于多個示范項目,已實現了一定的銷售規模。
部分資料參考西部證券《光熱發電行業專題報告:“光”彩奪目,炙手可“熱”》
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