光热发电以其兼具调峰电源和储能的双重功能的优势,在政策加持下有望迎来新的发展机遇,同时为保温材料这一细分行业带来发展良机。
2022年5月国家出台《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》中特别提出,鼓励西部等光照条件好的地区使用太阳能热发电作为调峰电源。2023年4月国家能源局发布《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》提出,要促进光热发电规模化发展。内蒙古、甘肃、青海、新疆等光热发电重点省份要积极推进光热发电项目规划建设,结合沙漠、戈壁、荒漠地区新能源基地建设,尽快落地一批光热发电项目。这意味着我国光热发电规模化发展拉开序幕。
光热发电需通过“光能-热能-机械能-电能”的转化过程。按照聚能方式及其结构进行分类,可分为塔式、槽式、碟式、菲涅尔式四类技术。塔式熔盐储能光热发电因其较高的系统效率,成为目前我国最主流的光热发电技术路线。
以常见的塔式熔盐储能发电技术为例,保温材料可应用于聚光、吸热、传储热、发电的全系统链条,包括柔性材料、型材类、耐火砖、无定型耐火材料以及涂料类产品。据悉,柔性材料一般适用于管、罐体、门及特殊部位的保温包覆处理,其中毯类产品导热系数较低,耐温度可达600℃以上,寿命在不受外力破坏的情况下可长达30年;型材类中的硅酸钙、珍珠岩和泡沫玻璃等由于机械强度较高,可用于管保温,耐久性相对较好。而纤维模块与纤维板耐高温性能优异,最高耐温可达到1600℃,主要用于塔式发电吸热器部位的耐火隔热;耐火砖主要用于熔盐罐的罐壁和顶盖,其厚度根据保温材料热物性和罐内熔盐温度确定;无定型耐火材料和涂料类产品用于烧注、隔热耐火、防护等环节。
光热用保温材料应用范围广,性能要求高,需兼顾传热介质凝点温度与较大的环境温度差。一方面,由于常见的光热熔盐二元盐(40%KNO3+60%NaNO3)的凝点约为220℃,若保温性能差造成熔盐凝,电站将遭受破坏性损失;另一方面,目前光热电站最高运行温度近600℃,与周围环境温差巨大,因此对保温材料要求严格。此外,由于光热项目多集中于气候条件恶劣、高寒且昼夜温差较大的西北地区,且光热发电系统存在间歇性操作的工况,故材料需兼具隔热性、抗风沙侵蚀性能等,以及在反复启停和冷热循环工况下的适应能力。
保温材料中陶瓷纤维类是一类高效节能材料,综合性能出色,既具有一般纤维的特点,又具有普通纤维所没有的耐高温、耐腐蚀和抗氧化性能,同时克服了一般耐火材料的脆性。在光热、新能源等新领域可实现较好应用推广。
受益“双碳”政策目标,优质保温材料在光热等电力项目中的应用或成广泛共识,保温材料行业需求扩容蕴含成长机遇。