中國儲能網(wǎng)訊：近期，兩個具有代表性的熔鹽儲能項目相繼落地，引發(fā)行業(yè)高度關(guān)注。作為新型儲能技術(shù)路線之一，熔鹽儲能在應(yīng)用層面實現(xiàn)進(jìn)一步突破。
其中，甘肅酒泉瓜州建成的全球首個“雙塔一機(jī)”光熱儲能電站，規(guī)模達(dá)70萬千瓦，以“光熱儲能+”模式成功實現(xiàn)全系統(tǒng)試運行。而另一標(biāo)志性項目——國家能源集團(tuán)在安徽宿州打造的“煤電+熔鹽”儲熱系統(tǒng)，規(guī)模達(dá)1000兆瓦時，目前也已正式投入商業(yè)運營，是目前國內(nèi)規(guī)模最大的熔鹽儲熱項目。
熔鹽儲能借助存儲熱能的方式來儲存能量，也通常稱為熔鹽儲熱。其工作原理是將熱能或電能轉(zhuǎn)化為高溫?zé)崮懿⑦M(jìn)行儲存，進(jìn)而實現(xiàn)穩(wěn)定的能源供應(yīng)。其應(yīng)用場景廣闊，包括光熱發(fā)電、火電靈活性改造、電網(wǎng)削峰填谷、谷電制熱、余熱回收等。其中，光熱發(fā)電與火電機(jī)組靈活性改造是當(dāng)前較為突出的應(yīng)用領(lǐng)域。
光熱儲能應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性持續(xù)提升
甘肅酒泉瓜州70萬千瓦光熱儲能電站配備6小時熔鹽儲熱系統(tǒng)，具有儲熱時間長、響應(yīng)速度快、輸出功率穩(wěn)定等特點，可顯著增強(qiáng)調(diào)峰能力。
宿州熱電“煤電+熔鹽”儲熱項目破解了傳統(tǒng)煤電“以熱定電”的行業(yè)困局。項目投運后，機(jī)組靈活性大幅提升，機(jī)組調(diào)峰能力從原來的50%~80%額定負(fù)荷拓展到30%~100%。每年可消納1.28億千瓦時新能源，同時將原有供熱能力提升至173%。
兩個項目的共同關(guān)鍵特性在于調(diào)峰。截至2025年6月，我國風(fēng)電、光伏累計裝機(jī)量已達(dá)16.8億千瓦。隨著電力系統(tǒng)呼喚更多調(diào)節(jié)資源，熔鹽儲熱從單一的儲熱功能向系統(tǒng)調(diào)峰、電熱解耦等綜合性角色轉(zhuǎn)變。
我國新型儲能發(fā)展迅速，多種新型儲能技術(shù)加快探索。
國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《新型儲能規(guī)?；ㄔO(shè)專項行動方案（2025—2027年）》明確提出，到2027年新型儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá)到1.8億千瓦以上。在此背景下，熔鹽儲能與電化學(xué)儲能等不同技術(shù)路線互相補(bǔ)充、協(xié)同發(fā)展。其中，熔鹽儲能具有大規(guī)模、長時間、長壽命、環(huán)保無污染、安全穩(wěn)定以及不受選址限制等優(yōu)勢，被認(rèn)為是構(gòu)建未來新型能源系統(tǒng)中極具發(fā)展前景的儲能技術(shù)之一。
現(xiàn)階段，商業(yè)化運行的光熱發(fā)電基本均以熔鹽作為儲熱、傳熱介質(zhì)，因為熔鹽具有使用溫度高、傳熱性能好、比熱容大等優(yōu)點。與光伏電站“光—電”的直接轉(zhuǎn)換過程不同，光熱電站的能量轉(zhuǎn)換過程為“光—熱—電”。
目前，熔鹽儲熱技術(shù)已成功應(yīng)用于國內(nèi)多個太陽能光熱電站，以熔鹽塔式光熱電站最為常見。2018年，國家首批太陽能熱發(fā)電示范項目之一青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電；同年，我國首個百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站在甘肅敦煌建成。2018~2022年，我國先后投運8個大型熔鹽光熱電站，標(biāo)志著熔鹽儲熱技術(shù)在光熱發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用走向成熟。
國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2025年6月底，我國光熱發(fā)電裝機(jī)達(dá)152萬千瓦，位居全球第三；技術(shù)水平上，我國已建成全球領(lǐng)先的光熱發(fā)電全產(chǎn)業(yè)鏈，關(guān)鍵材料設(shè)備實現(xiàn)自主可控；上網(wǎng)電價也從首批示范項目的1.15元/千瓦時降至0.6元/千瓦時左右，經(jīng)濟(jì)性顯著提升。
熔鹽儲熱推進(jìn)火電調(diào)節(jié)資源釋放
隨著新能源大規(guī)模接入電力系統(tǒng)，深度調(diào)峰系統(tǒng)不足、火電快速變負(fù)荷速率不夠、不能實現(xiàn)完全熱電解耦以及規(guī)模化儲能缺失等問題日漸凸顯，推動了火電技術(shù)與熔鹽耦合研究，進(jìn)一步促進(jìn)熱電解耦。
煤電是現(xiàn)存量級最大的調(diào)節(jié)資源。我國煤電裝機(jī)超過14億千瓦，其中有近50%是供熱機(jī)組。
談到供熱機(jī)組調(diào)峰改造的難點，國家能源集團(tuán)新能源技術(shù)研究院黨委書記、董事長禇景春表示：“目前，供熱機(jī)組的技術(shù)特性決定了其在保證供熱和供電的同時，實現(xiàn)熱電解耦難度極大。當(dāng)前若以電定熱，會導(dǎo)致深度調(diào)峰與頂峰發(fā)電之間出現(xiàn)矛盾；若以熱定電，機(jī)組又無法實現(xiàn)頂峰發(fā)電，這一現(xiàn)狀制約了煤電靈活調(diào)節(jié)資源的進(jìn)一步釋放。”
而熔鹽儲熱就相當(dāng)于給火電機(jī)組裝了個“熱量充電寶”：在用電低谷時，將多余蒸汽攜帶的熱量儲存在熔鹽中；當(dāng)需要發(fā)電時，再把熱量釋放出來繼續(xù)產(chǎn)生蒸汽，既不浪費能源，又能應(yīng)對用電和用熱高峰。
據(jù)國家能源集團(tuán)內(nèi)部統(tǒng)計，旗下約一半的燃煤電廠有意開展熔鹽儲熱項目。熔鹽儲熱之所以成為火電靈活性改造的技術(shù)支撐方案，是通過對多種供熱改造技術(shù)與熱電解耦技術(shù)進(jìn)行全面分析和比選后確定的。
在宿州熱電項目中，三元鹽被選為熔鹽儲熱的主要介質(zhì)。
熔鹽溫域較寬，且種類繁多，包括氟化物、氯化物、碳酸鹽、硝酸鹽、硫酸鹽等。經(jīng)分析與比選發(fā)現(xiàn)，硝酸鹽的溫域與火電機(jī)組的運行需求更為適配。熔鹽通常由兩種或兩種以上的無機(jī)鹽按不同比例混合配制而成，經(jīng)進(jìn)一步比選，三元鹽的溫域為190~450攝氏度，恰好契合當(dāng)下供熱機(jī)組的運行溫度范圍。
宿州熱電項目從理論設(shè)計、控制、應(yīng)用三個方面進(jìn)行了系統(tǒng)研究，特別是在理論方面，對整個供熱機(jī)組進(jìn)行了熱力系統(tǒng)重構(gòu)，同時對熔鹽系統(tǒng)進(jìn)行了全面耦合理論分析模型建設(shè)。“在控制方面，我們實現(xiàn)了仿真平臺搭建，因為這么大一個機(jī)組實現(xiàn)這么大容量耦合，必須在仿真全面實施情況下達(dá)到預(yù)期，才能夠?qū)崿F(xiàn)工程建設(shè)。”禇景春介紹，“另外，我們還對供熱和儲熱過程中與機(jī)組發(fā)電之間的機(jī)制進(jìn)行全面分析，實現(xiàn)了電熱儲協(xié)同運行策略。”
熔鹽儲熱耦合煤電機(jī)組可復(fù)制推廣
熔鹽儲熱技術(shù)在火電深度調(diào)峰的落地突破，不得不提江蘇國信靖江電廠熔鹽儲能調(diào)峰供熱項目。該項目于2022年12月投入運行，是全球首次煤電耦合熔鹽儲熱的成功范例，也是首個將在光熱發(fā)電領(lǐng)域成熟應(yīng)用的熔鹽儲熱技術(shù)應(yīng)用到煤電領(lǐng)域。
華能海門電廠“基于熔鹽儲熱的調(diào)頻調(diào)峰安全供熱綜合提升示范項目”則填補(bǔ)了我國南方電網(wǎng)區(qū)域熔鹽輔助煤電調(diào)峰、調(diào)頻、供熱保障技術(shù)空白。該項目于2024年投產(chǎn)，是全國首例熔鹽儲熱耦合百萬機(jī)組示范項目。
宿州熱電項目意義十分重大，它進(jìn)一步驗證了熔鹽儲熱在機(jī)組調(diào)峰改造上的技術(shù)可行性。最為關(guān)鍵的是，該改造方案具有可復(fù)制、可推廣的特性。
禇景春介紹：“本次通過熱電解耦，把機(jī)組調(diào)節(jié)容量提高了1倍。目前，全國火電供熱機(jī)組總?cè)萘繛榱邇|千瓦，過去這些機(jī)組的調(diào)節(jié)范圍通常為30%或40%額定負(fù)荷，隨著調(diào)節(jié)資源的進(jìn)一步釋放，全國將新增近3億千瓦的調(diào)節(jié)容量。這一規(guī)模十分可觀，將為新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐。”
同時，宿州熱電項目極大地提升了供熱機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。該項目作為科研項目，整體科研投入達(dá)3.4億元。經(jīng)運行測算，每年收益超5000萬元，這不僅改善了火電機(jī)組當(dāng)前的經(jīng)營困境，也為火電行業(yè)的下一步轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了優(yōu)質(zhì)技術(shù)方案。
據(jù)悉，未來該場景的應(yīng)用范圍將更為廣闊，能夠助力火電實現(xiàn)完美轉(zhuǎn)型，屆時所提供的將是綠電，而且成本相對較低。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展與深化，熔鹽儲能的市場前景值得期待。
