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8月26日，北京工業大學機械與能源工程學院教授、院長助理張燦燦做了題為《熔鹽長時儲能技術的應用場景及研究進展》的主題報告演講。

以下內容根據大會發言整理，僅供參考。

大家好，非常榮幸能在這里向大家匯報一下我們課題組在熔鹽長時儲能方面的一些研究進展，這可能有別于前面一些儲能技術，前面是電化學儲能、壓縮空氣儲能，我們是儲熱技術。

我的匯報分三方面，首先給大家介紹一下什么是熔鹽，熔鹽在常溫下是粉末狀的，比如我們吃的食鹽，也可以是熔鹽的一種材料。在高溫下慢慢溶化變成液體，現在主要的熔鹽儲能技術是用熔鹽的顯熱儲熱。我們對熔鹽的定義，通常用的是兩種或者兩種以上的無機鹽，通過一定的比例得到一個共晶的熔鹽，這樣的熔鹽可以降低熔點，比分解溫度要高，進一步拓寬了液體溫度范圍，增加了儲能密度。

現有的熔鹽儲熱主要是雙罐高溫熔鹽液體顯熱儲熱，是低成本壽命大容量長時儲能技術。熔鹽儲能主要優點：儲能密度高、儲能成本低。與電化學儲能成本低，它的傳熱系數高，可以精確的控制熔鹽的進出口溫度，調控它的儲熱或者進熱的速率。

熔鹽儲能在“雙碳”目標中將發揮重要作用。現有的儲能技術主要以抽水蓄能為主，單單依靠抽水蓄能沒有辦法完全滿足我國將來在“雙碳”目標下對儲能的需求，就迫切需要發展除了抽水蓄能之外的新型低成本大容量的長時儲能技術。

熔鹽儲能可以應用在哪些方面？比如供電側，太陽能光熱發電、火電廠深度調峰和改造。電網側，比如我們用熱泵儲電還有壓縮空氣儲能電站里都可以用到熔鹽。用戶側，給企業供熱、供冷、供氣都可以。根據統計數據顯示，一半以上的能源都是以熱能的形式消耗，所以熔鹽儲能將來在能源里將會發揮非常重要的作用。

接下來給大家介紹一下熔鹽儲能的應用場景。

熔鹽儲熱在太陽能光熱電站里廣泛應用，這和光伏的區別是光伏相當于是把太陽光能直接轉換成電能，光熱發電有一個聚光集熱，把太陽的熱量儲存在熔鹽里，通過換熱器產生高溫高壓的蒸汽，再推汽輪機做功。光電發熱有一個非常大的優勢是自帶儲能屬性，可以實現一天24小時連續發電，沒有太陽時也可以發電。太陽能光熱發電和熔鹽儲能結合起來，可以提供連續、穩定、可靠的符合用戶要求的高品質的電能。這是太陽能光熱發電的特點。

太陽能光熱發電主要分以下幾方面：主要有槽式、塔式、線性菲涅式、蝶式等。熔鹽既作為傳熱介質又作為蓄熱介質，西班牙、美國的太陽能光熱電站建設比較早，我們國家2016年開始陸續建設熔鹽儲熱傳熱太陽能光熱發電站，一般位于我國西北地區，比如青海、新疆、甘肅。全世界首座也是我國第一座，線性菲涅熔鹽傳熱蓄熱電站在敦煌建成的。太陽能光熱發電自帶儲能，具有可以參與調峰調頻，可以實現24小時連續發電。這是光伏、太陽能發電最大的不同。

2024年3月底，我國在建和擬建的光熱發電項目，紅色是光電發熱裝機容量，總共在建的超過40多個，總共4800MW，基本在2025年要建成。

熔鹽可以用于電加熱的熔鹽儲熱聯合儲能電站，把棄風棄光的電儲存起來，做成一個調峰儲能電站。氣體壓縮熱泵加熱熔鹽儲熱發電，實現和抽水蓄能相當的效率、儲能密度和壽命。對于熱泵儲電，德國、美國、英國等研究較早。美國現在已經建成示范項目，但沒有報道相關數據。

熔鹽的另外一個重要應用場景是在火電靈活性改造，隨著我國可再生能源裝機容量增加，發電量上升，需要對火電廠的負荷進行調節。這個調節有很多種方法，比如提升了火電機組的爬坡速率、增加調節能力等等。儲熱技術已經成為火電廠實現熱電解耦和火電廠儲熱靈活改造。主要的技術特點是：將汽輪機的蒸汽抽出存儲，減少蒸汽做功，實現降負荷。在高峰時間可以把抽出來的蒸汽返回到機組做功。為什么說熔鹽儲熱在火電靈活性改造非常適合？這是由于火電廠蒸汽參數和熔鹽儲熱參數非常匹配，現在我們課題組也研發出了一系列600多度的熔鹽儲熱材料。高溫蒸汽熔鹽儲熱是實現火電廠深度調峰最有潛力的。對于600兆瓦的機組，我們通過不同的技術路線進行了研究。通過理論計算，不論是電加熱熔鹽儲熱還是主蒸汽、再熱蒸汽，都可以實現靈活調節目標降低15%。從綜合發電煤耗來說，通過再熱蒸汽抽氣，深度調峰系統是最優的方案。熔鹽儲熱在火電廠靈活性改造中已有兩個示范工程應用，一個是江蘇國信靖江，還有一個是華能魏家峁電廠。

谷電或棄風棄光電加熱熔鹽儲熱供熱可以把便宜的谷電或棄風棄光電儲存在熔鹽中，需要的時候再釋放出去。這只是針對需要用熱的用戶，比較經濟劃算，我們也計算了不同的供暖成本，得到的結論是谷電價格兩毛以下比較經濟劃算。這是現在建成的用谷電或棄風棄光電加熱熔鹽供暖的示范工程。

同時也可以用太陽能/余熱加熱熔鹽蓄熱功能系統，可以實現分布式蓄熱技術，用戶用能的匹配。這是我們在河北臨城建成的示范工程，也是中英國際合作項目，已經通過國家科技部的驗收。

熔鹽儲熱也可以在壓縮空氣中進行應用，現有的壓縮空氣儲熱主要是導熱油和水，如果壓縮空氣儲熱溫度需要到350度的，可以用低溫熔鹽進行儲存，那么壓縮空氣儲能效率可以提高3-6%。

現在熔鹽儲熱總裝機能量大概21GWh，根據國際可再生能源署預測，2030年最高到631GWh。

接下來匯報一下我們團隊在熔鹽儲熱方面的一些研究。

我們的研究主要通過以下三方面：熔鹽制備與熱物性測試、熔鹽對流換熱性能研究、系統示范工程應用。

低熔點寬溫域低成本低腐蝕是熔鹽儲熱的研究方向。這是對于現有研究的總結。太陽鹽、HTTEC鹽、碳酸鹽、氯化鹽都存在一系列問題，在這個基礎上研發了一系列低成本、低熔點、寬溫域的混合熔鹽，進行了一系列對比，紅色是我們自己研發的。

同時我們通過研發一系列低熔點熔鹽的納米流體，提高儲熱密度和流動傳熱性能。我們也在國內建立了首個熔鹽流動傳熱試驗平臺，獲得的實驗結果和我們發表的文章也被美國愛達荷核能實驗室作為熔鹽傳熱的推薦計算公式，在他們報告里把我們得到的文獻結果寫在他們的報告里。我們也研發了一系列換熱設備，包括單罐熔鹽、熔鹽換熱器等等。這是我們現有的熔鹽應用工程，比如華能魏家峁電廠里，它的抽蒸汽儲熱用的是我們的低熔點熔鹽。我們的熔鹽也在鋼鐵行業淬火里，也在供暖里應用。

我們也獲得了國家重點研發計劃項目支持，我們是寬液體高溫熔鹽儲熱項目的負責單位，吳老師是項目負責人，發表了一系列文章，申請了一系列專利標準，包括國家標準、國際標準。現在我們起草的一個熔鹽的國家標準，同時這個國家標準也被升級為IEC的國際標準。

我們與國電投成立了國家能源用戶側儲能創新研發中心，和浙江高晟研究院成立了聯合研發實驗室，也和百川光熱、中能建數科、中船新能源、中能建北京電力等等成立了一系列聯合研發中心。

總結：

熔鹽儲熱是低成本長壽命大容量的長時儲能技術，在核電、太陽能熱發電、谷電或棄風棄光熔鹽蓄熱式供熱、火電廠調峰調頻電站、間歇高溫工業余熱蓄熱、高溫工業傳熱等領域都有應用價值，市場空間巨大。

北京工業大學在北京重點研發計劃、973和863、國家自然科學基金等六千多萬元科研經費支持下，先后開發了6種低熔點寬液體溫域混合熔鹽配方，大幅度提高了熔鹽的儲能密度，降低了儲能材料和系統的投資，降低了系統凍堵風險和防凍堵代價，滿足了高參數高效儲熱發電和高溫傳熱的需求。

團隊研發的低熔點寬液體溫域高溫混合熔鹽先后載貨電廠靈活性改造、低谷電加熱熔鹽蓄熱供暖示范工程，熔鹽傳熱蓄熱的但螺桿有機朗肯循環分布式太陽能熱發電示范工程等項目中進行了應用，運行性能優良。

再次非常感謝課題組各位老師同學的付出，也感謝國家科技部、國家基金委、北京市、青海省、內蒙古等等各個部門的支持。