熔鹽是指熔融態下的液體鹽，工程中使用的熔鹽通常指無機鹽熔融體。熔鹽具有高沸點、低粘度、低蒸汽壓力和高體積熱的特點，是一種優良的傳熱儲熱介質。熔鹽儲能技術即利用熔鹽在升溫和降溫過程中的溫差實現熱能存儲。

 

在應用領域，人們通常利用熔鹽的特性，將光熱發電與熔鹽蓄熱儲能技術相結合，可實現24小時穩定持續供電，具有可調節、對電網更友好、兼容性更強，是最有條件擔當基礎電力負荷的新能源，

 

那么，如何具體地來理解光熱發電與熔鹽蓄熱儲能技術？以10月20日起試運行的紹興綠電熔鹽儲能示范項目為例 通過規模化綠電與熔鹽儲能技術，這一項目可在電網低谷時段，將過剩綠電（風電或光伏）儲存在高溫熔鹽中，在高峰、尖峰時段利用儲存的熱能換熱對外供熱或發電。據計算，該項目每年可發電6370萬kWh，年供蒸汽量84萬噸，節約標準煤15.5萬噸，減排二氧化碳約29萬噸。

 

在當前環境污染和能源安全成為影響中國乃至全球發展的嚴峻形勢下，通過政策補償和實施峰谷電價、季節性電價、階梯電價、調峰電價等措施，逐步推行以電力替代煤炭，提供連續穩定可調的高品質電能將是大勢所趨。而熔鹽儲能與光熱發電成在這一趨勢中，顯然成為了又一枚“王牌”。

 

熔鹽儲熱系統成“長時儲能賽道的潛力路線”

 

在全球氣候變暖和不可再生能源日漸枯竭的背景下，可再生能源的研究與開發快速發展。傳統工業的低能源利用效率，太陽能、風能的不穩定性，均需要配套儲能來解決能源供給與需求在時間、空間、強度上的不匹配問題。

 

去年7月，《國家發展改革委國家能源局關于加快推動新型儲能發展的指導意見》（發改能源規〔2021〕1051號）將發展新型儲能作為提升能源電力系統調節能力、綜合效率和安全保障能力，支撐新型電力系統建設的重要舉措。意見鼓勵以需求為向導，推動技術進步，探索開展儲熱及其他儲能技術的研究和示范應用。

 

當“儲能技術”在近年來被多次提及，光熱發電已經成為了一個熱門方向，而與之相呼應的熔鹽儲能技術也順理成章地出現在了人們視野的焦點中。

 

工程中使用的熔鹽通常指無機鹽熔融體，是一種優良的傳熱儲熱介質。熔鹽儲能技術即利用熔鹽在升溫和降溫過程中的溫差實現熱能存儲。由于熔鹽儲能具有調峰能力更強、適合大規模應用、使用壽命長、經濟效益更優、安全環保等諸多優勢，熔鹽儲熱系統被稱為“長時儲能賽道的潛力路線”，其通常與光熱發電聯系在一起。

 

從原理上來講，光熱發電路徑為光能→熱能→機械能→電能。以熔鹽光熱為例，二元鹽Solar Salt（60%硝酸鈉+40%硝酸鉀）是目前多數光熱電站選用的傳儲熱工質。光熱電站一般采用冷/熱熔鹽雙儲罐存放熔鹽，冷熔鹽貯罐內的熔融鹽經熔鹽泵輸送到太陽能集熱器內，吸收熱能升溫后進入熱熔鹽儲罐中，隨后高溫熔融鹽流進熔鹽蒸汽發生器，產生過熱蒸汽，驅動蒸汽渦輪機運行發電，而熔鹽溫度降低后流回冷熔鹽儲罐。

 

 

 

更值得一提的是，與其他類型電站相比，熔鹽光熱電站的優勢便在于長周期、大容量特性，可以在更長的時間維度上調節新能源發電波動。因此，可以說熔鹽儲熱系統與光熱發電是“最佳拍檔”。

 

熔鹽產業在西北地區的“集中亮相”

 

甘肅省河西走廊最西端的戈壁大漠，是敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的所在之處，占地面積800公頃的超級景觀格外引人注目，269米高的吸熱塔是整個設備最為重要的一環，在其內流動著巨量的熔鹽蓄熱介質。素有熾熱的“大肚漢”之稱的熔鹽，把超級鏡場集聚的光熱能量盡收囊中。

 

這些熔鹽能把高熱流密度的輻射能轉化為熱能，從而使低溫熔鹽在瞬間升至幾百攝氏度的高溫。其中一部分熱熔鹽進入蒸汽發生器系統產生過熱蒸汽，驅動汽輪發電機組發電；還有部分熱熔鹽被存儲在熱熔鹽罐中，為日落后滿負荷發電儲存“太陽能”。

 

也許會有人產生疑問：熔鹽也不過就是傳熱儲熱，本身并沒有創造新的能量。其實，技術的關鍵在于熔鹽儲熱可以提高能量的利用價值。比如，傳統的電力具有“即發即用”的特殊性，這就意味著過剩的“低谷電”有可能會變為“棄能”。

 

而如果利用棄風、棄光的電能以及“低谷電”來加熱熔鹽，從而把這些電能轉變為熱能存儲起來，在用電高峰時再把這些熱能利用起來，這樣就可以通過供熱系統來替代燃煤（或天然氣）鍋爐進行供暖了，而且還可以作為應急熱源，保障臨時停熱用戶的生活熱水需求，因此具有很好的經濟、社會和生態效益。

 

目前，伴隨西北部地區光熱發電項目的陸續落地，配套的熔鹽儲規模也將不斷擴張，相應的熔鹽需求也有望隨之迎來集中釋放。例如，新疆、青海，光熱項目規模分別達到1350MW、400MW，占比均在20%以上。

 

清潔又高效的熔鹽產業成資本“新寵兒”

 

大勢所趨下，熔鹽儲熱系統也受到了資本的青睞。目前，A股中已有多家公司在該領域實現技術和設備的布局。

 

具體來看，例如西子潔能承建的紹興綠電熔鹽儲能示范項目在紹興柯橋區天實低碳產業園正式產汽試運行；首航高科已布局系統集成、發電、聚光、吸熱、儲熱/換熱(熔鹽儲罐、化鹽設備)環節；川儀股份公司研發的高溫熔鹽閥，已甘肅敦煌100兆瓦熔鹽塔式光熱電站中應用；久盛電氣公司的熔鹽管道及設備電伴熱系統已應用于中電建青海共和50MW塔式光熱發電項目、內蒙古烏拉特中旗導熱油槽式100MW光熱發電項目等多個項目；東方電熱公司已交付的熔鹽儲能加熱器正在處于調試階段；東方電氣已經掌握聚光集熱與儲換熱系統集成技術，具備關鍵核心設備的研制能力和熔鹽塔式光熱電站整體解決方案；科遠智慧相關產品與解決方案已應用在哈密、敦煌等多個熔鹽光熱發電項目……

 

 

 

另據數據顯示，截至2022年10月15日，我國正處于前期準備/可研/備案階段的光熱項目合計裝機規模達2300MW，招投標項目規模1005MW，在建項目規模2695MW，在建規模為已投運規模的4.6倍。

 

總的來講，熔鹽以其獨特的儲能優勢，迅速成為新能源發展中的一顆新星。“用鹽取暖”方興未艾，“用鹽發電”已成為光熱電站的標準配置。熔鹽儲熱還可用于海水淡化、稠油開采、電網移峰填谷、分布式能源等多個領域，具有廣闊的發展前景。