近年來，隨著我國新能源發(fā)電規(guī)模持續(xù)快速增長，新型儲能進入大規(guī)模發(fā)展期。“十四五”以來，新增新型儲能裝機直接推動經(jīng)濟投資超過1000億元，有力支撐能源電力發(fā)展，成為中國經(jīng)濟發(fā)展新動能。

今年的《政府工作報告》提出，加強大型風電光伏基地和外送通道建設，推動分布式能源開發(fā)利用，提高電網(wǎng)對清潔能源的接納、配置和調(diào)控能力，發(fā)展新型儲能，促進綠電使用和國際互認，發(fā)揮煤炭、煤電兜底作用，確保經(jīng)濟社會發(fā)展用能需求。這是我國首次將“發(fā)展新型儲能”寫進政府工作報告。

儲能發(fā)展現(xiàn)狀

我國出臺了一系列相關政策，促進和鼓勵儲能項目開發(fā)建設?！笆奈濉币?guī)劃和2035年遠景目標綱要提出，加快抽水蓄能電站建設和新型儲能技術規(guī)?；瘧谩?022年1月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。

國家能源局數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運新型儲能項目累計裝機規(guī)模達3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。

按照存儲介質的不同，儲能賽道的技術路徑可分為新型儲能和傳統(tǒng)儲能，其中傳統(tǒng)儲能以抽水蓄能為代表，適合大電網(wǎng)的能量調(diào)配，而建設周期短、選址靈活、響應速度快的新型儲能，則更適合給以風電光伏為代表的可再生能源項目做配套，比如說，熔鹽儲能。

熔鹽儲熱系統(tǒng)

熔鹽儲熱(儲能)技術是一種先進的熱能儲存系統(tǒng)。其核心原理是將熱能儲存在高溫熔化的鹽溶液中，以供后續(xù)轉化為電力或熱能，具有理論成本低、工作溫度高、環(huán)境友好等特點。一個熔鹽儲熱項目的關鍵部分包括冷/熱鹽儲罐、電加熱器、換熱器以及配套的汽輪機等組件。詳見下圖。

在充電階段，電加熱器使用外部電力產(chǎn)生熱能，用以加熱鹽溶液，將其升溫至高溫狀態(tài)，通?？蛇_600攝氏度。熔鹽儲熱系統(tǒng)儲能媒介通常是一種含有鉀和硝酸鈉的混合物，具有良好的熱特性和長壽命，不僅可以在高溫下儲存大量熱能，還具有環(huán)保性，不會泄漏或對環(huán)境造成危害。在放電階段，高溫的熔鹽通過熱交換器將熱能傳遞給流體介質，通常是高溫油。該介質隨后被用于產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，以驅動汽輪機來生產(chǎn)電力。同時，冷卻的熔鹽則被泵回冷鹽儲罐，準備好參與到下次儲能過程當中。

理論上，熔鹽儲熱是一種高效且環(huán)保的能源儲存系統(tǒng)，能夠供熱的特性使其從其他儲能技術中脫穎而出。它可以用于電力領域，直接供應高溫蒸汽以發(fā)電，也可以直接為工業(yè)園區(qū)供熱以及高壓蒸汽，有助于減少工業(yè)對化石燃料的依賴，降低碳排放。該技術具有廣泛的應用前景，有望為能源行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。

由于熔鹽儲能獨特的儲熱能力，其應用場景與當下主流的電化學儲能略有差異。近年來，熔鹽儲熱技術開始在多個領域嶄露頭角，如光熱電站、火電靈活性改造、工業(yè)余熱回收、蓄熱空調(diào)、城市供熱等。其中，以太陽能光熱發(fā)電與火電靈活性改造這兩個領域的推廣應用最為廣泛，部分項目已實現(xiàn)商業(yè)化運行。

熔鹽儲熱主要設備

█熔融鹽

熔融鹽是熔鹽儲熱技術的核心，它是在高溫條件下呈熔化狀態(tài)的鹽類。通常情況下指無機鹽的熔化體，包括一系列常見的鹽類，如NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2、Na2CO3、K2CO3、NaCl、KCl等，均為農(nóng)業(yè)化肥的常見原材料，常溫下化學性質穩(wěn)定。廣義上還包括氧化物和有機鹽。目前行業(yè)多采用混合鹽作為熔融鹽使用，對比熔點高、熱穩(wěn)定性過強的單一成分熔鹽，混合鹽具有較低的熔點和較高的分解溫度，能夠滿足各種應用對高溫傳熱和溫度的需求，在匹配應用層面不同工作溫度的同時，保持了熔鹽的熱穩(wěn)定性和低飽和蒸汽壓等一系列優(yōu)點。調(diào)整混合鹽的成分和比例可以獲得多種具有不同熔點、分解溫度和適用工作溫度范圍的混合鹽，因此，尋找熔點低、分解溫度高的混合熔融鹽成為熔鹽儲熱技術的研究重點之一。

熔融鹽相比其他儲熱介質具有諸多特點。首先，熔融鹽是一種離子體，具有良好的導電性能，導電率遠高于常規(guī)電解質溶液，這使得電加熱過程非常方便。其次，熔融鹽具有廣泛的使用溫度范圍，通常在280°C到1000°C之間，而新型低熔點鹽的最低使用溫度甚至達到了80°C，能夠匹配絕大部分工業(yè)應用的溫度需求。此外，熔融鹽的飽和蒸汽壓較低，降低了設備成本，提高了安全性。此外，它的液態(tài)狀態(tài)下粘度較低，具有良好的化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，同時原料容易獲得，價格相對較低。

█儲鹽罐

儲鹽罐是存儲熔融鹽的關鍵設備，通常以不銹鋼、碳鋼作為制造原材料。儲鹽罐外部和地基通常會覆蓋較厚的保溫層，助于減少內(nèi)部熱能向外散失，從而降低了能量損耗。罐頂通常設計有與熔鹽泵相連接的孔，同時設有安全閥，以確保罐內(nèi)的壓力維持在常壓范圍內(nèi)。罐內(nèi)通常設置有浸入式電加熱器，其任務是在系統(tǒng)停用或需要時維持熔融鹽的溫度，保證存儲的熱能在需要時被有效地釋放。此外，為防止混凝土層溫度超溫，系統(tǒng)還增設了通風層，通風層中的鋼管布置得當，確保了系統(tǒng)的溫度控制。這種精心設計的系統(tǒng)保障了熔鹽儲熱技術的安全性和高效性。

構成熔鹽儲熱系統(tǒng)的其他設備還包括換熱器、熔鹽泵、熔鹽閥、疏鹽罐等，它們在整個系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的作用。

熔鹽閥

熔鹽具有運行溫度高、凝固點高、運行溫差變化大和腐蝕性強等特點，對與其直接接觸的熔鹽閥、熔鹽泵、儲罐等設備以及管道系統(tǒng)的設計、生產(chǎn)與制造均提出了較高的要求。

熔鹽閥與常規(guī)閥門類似，需要額外配備電伴熱系統(tǒng)，確保了熔鹽在系統(tǒng)中穩(wěn)定高效流動。在光熱電站的傳熱以及蓄熱系統(tǒng)都采用熔鹽介質，其設備如吸熱塔和冷/熱熔鹽儲罐需要安裝開關及調(diào)節(jié)閥門，來控制調(diào)節(jié)工藝流程。一般采用閘閥、截止閥或三偏心蝶閥，安裝在這里的閥門必須滿足下述工況：耐高溫，設計溫度高達595℃；閥門的熱傳導效率高，保證熔鹽始終在其凝固點之上；很好的耐腐蝕性。

目前在熔鹽閥門方面，技術及產(chǎn)品儲備較好的企業(yè)有哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司、北京市閥門總廠股份有限公司、浙江高中壓閥門有限公司、重慶川儀調(diào)節(jié)閥有限公司、北京佳潔能新節(jié)能技術有限公司等。其中，哈電閥門是目前國內(nèi)熔鹽閥門領域業(yè)績最高、種類最全、技術儲備最雄厚的公司。

國內(nèi)相關閥企參與的重點項目包括：

█北京佳潔能新節(jié)能技術有限公司

·蘭州大成50MW光熱項目集熱島先期運行系統(tǒng)

·玉門鑫能50MW光熱發(fā)電示范項目

·中國能建哈密塔式50MW光熱發(fā)電項目

·中國科學院上海應用物理研究所熔鹽回路

·中國科學院上海應用物理研究所超高溫（730℃）熔鹽儲能試驗回路

█浙江萬龍機械有限公司

·向青海某50MW光熱發(fā)電項目提供化鹽系統(tǒng)熔鹽截止閥

·向玉門鑫能50MW二次反射塔式光熱項目供貨40臺熔鹽閥產(chǎn)品

·向天津濱海阿克塞試驗回路供應熔鹽截止閥

█哈電集團哈爾濱電站閥門有限公司

·向青海中控德令哈50MW塔式光熱電站提供熔鹽管路安全閥

·青海某50MW光熱發(fā)電項目熔鹽調(diào)節(jié)閥

█浙江高中壓閥門有限公司

·國內(nèi)某10MW光熱發(fā)電項目

·中標玉門鑫能50MW塔式光熱發(fā)電項目熔鹽截止閥

·中標國內(nèi)某50MW塔式光熱發(fā)電項目熔鹽截止閥

█北京市閥門總廠股份有限公司

·中科院電工所光熱試驗項目

·東方鍋爐酒泉光熱試驗項目

·清蕓陽光-清華大學實驗室項目

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熔鹽儲熱技術符合清潔能源行業(yè)的發(fā)展要求，為應對能源轉型挑戰(zhàn)提供了另一套可行的解決方案。未來，熔鹽儲熱技術將繼續(xù)受到研究和發(fā)展的支持，以提高儲能效率、降低成本，并擴大其應用領域。熔鹽儲熱的產(chǎn)業(yè)發(fā)展有助于建立更加可持續(xù)和綠色的能源體系，為未來的能源供應和環(huán)境保護作出積極貢獻。