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摘要：熔鹽是(shi)一種理想的儲(chu)熱(re)(re)介(jie)質，具有低黏度、低蒸汽壓(ya)、穩定性高(gao)、儲(chu)熱(re)(re)密度高(gao)等優點，因此熔鹽儲(chu)熱(re)(re)技術可以(yi)(yi)廣泛(fan)應(ying)(ying)用于太(tai)(tai)陽能光熱(re)(re)發(fa)電(dian)、火電(dian)機組(zu)的調(diao)峰調(diao)頻、供暖(nuan)與余熱(re)(re)回收利(li)用等領域。但(dan)目前對(dui)熔鹽儲(chu)熱(re)(re)關鍵技術的研究(jiu)普遍(bian)是(shi)以(yi)(yi)太(tai)(tai)陽能光熱(re)(re)發(fa)電(dian)為(wei)中心展開的，針對(dui)其(qi)他場景的研究(jiu)與應(ying)(ying)用還不夠充分。

在(zai)不同的應用場景下，熔鹽的工(gong)作溫度區間、加熱(re)方式、關(guan)(guan)鍵部(bu)件的選擇和系統(tong)流程的布置都(dou)有區別。概述了熔鹽儲熱(re)技術(shu)(shu)的優勢特(te)點與(yu)技術(shu)(shu)關(guan)(guan)鍵，總結了在(zai)不同場景下的研究(jiu)現(xian)狀(zhuang)和最新的應用示(shi)范，分(fen)析(xi)了目前熔鹽儲熱(re)技術(shu)(shu)需(xu)要加強(qiang)研究(jiu)的關(guan)(guan)鍵方面，并提(ti)出(chu)了未來的發展趨勢與(yu)目標。

引言

隨著可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)并網(wang)規模的(de)(de)迅猛發(fa)(fa)展，其(qi)間歇性(xing)與不穩定(ding)性(xing)對電(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)(de)安全穩定(ding)運行產生影響，因此急需配置儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)系統(tong)消納可(ke)(ke)再生能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)電(dian)(dian)(dian)力(li)。2022年(nian)2月10日國家發(fa)(fa)展改(gai)革委員會、國家能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)局發(fa)(fa)布的(de)(de)《“十四五”新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)發(fa)(fa)展實(shi)施方案》中(zhong)指(zhi)出(chu)，新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)是(shi)構建新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)(de)重要(yao)技術和基礎裝備，是(shi)實(shi)現碳(tan)達峰碳(tan)中(zhong)和目標的(de)(de)重要(yao)支撐。建設火電(dian)(dian)(dian)機(ji)組抽汽蓄能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)等(deng)依(yi)托(tuo)常規電(dian)(dian)(dian)源(yuan)(yuan)的(de)(de)新(xin)型(xing)儲能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)技術，推進源(yuan)(yuan)網(wang)荷儲一體(ti)化協同發(fa)(fa)展。

熔鹽(yan)作為一(yi)種中高(gao)(gao)溫傳(chuan)熱(re)(re)蓄熱(re)(re)介質，與(yu)常規(gui)高(gao)(gao)溫傳(chuan)熱(re)(re)流體相比(bi)具(ju)有(you)飽和蒸汽壓較(jiao)低、高(gao)(gao)溫穩定(ding)性(xing)(xing)能優(you)(you)越、低黏度小(xiao)、比(bi)熱(re)(re)容大(da)的優(you)(you)勢，因此熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)系統(tong)具(ju)有(you)適用范圍廣(guang)、綠色環保、安全穩定(ding)等優(you)(you)點，是(shi)目前大(da)規(gui)模(mo)、長時間中高(gao)(gao)溫儲(chu)熱(re)(re)技術的首選，不僅適用于太(tai)陽能熱(re)(re)發電，還(huan)可以應用于火(huo)電的靈活性(xing)(xing)改造(zao)，余熱(re)(re)回收利用、清潔供(gong)暖等，是(shi)構建(jian)未(wei)來新型儲(chu)能系統(tong)的關鍵(jian)技術之一(yi)。

本(ben)文重(zhong)點介(jie)紹熔(rong)鹽儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu)的特(te)點，分析(xi)目前熔(rong)鹽儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu)在(zai)火電領域應(ying)用的研究進展，最后總結并展望熔(rong)鹽儲(chu)熱技(ji)(ji)術(shu)的未來(lai)發展趨勢。

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熔鹽儲熱技術特點

1.1熔鹽儲熱的優勢

如今儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)主(zhu)要分為機械(xie)儲(chu)(chu)能(neng)、電化學儲(chu)(chu)能(neng)、儲(chu)(chu)熱、電磁(ci)儲(chu)(chu)能(neng)及化學能(neng)儲(chu)(chu)能(neng)等，其(qi)發(fa)展現狀、優缺點、容量范圍等見(jian)表1。機械(xie)儲(chu)(chu)能(neng)的應用受限于位置環境(jing)，其(qi)中飛輪(lun)儲(chu)(chu)能(neng)更適(shi)用于啟動時間(jian)要求較高(gao)的快(kuai)速調頻(pin)領域，且成本較高(gao)。電化學儲(chu)(chu)能(neng)技術(shu)既包(bao)括較成熟的鋰電池(chi)技術(shu)，也包(bao)括液流電池(chi)和鈉(na)硫(liu)電池(chi)等新興(xing)技術(shu)。

鋰電(dian)池(chi)技術目(mu)前(qian)仍(reng)存在能(neng)(neng)量(liang)密度低(di)(di)、循環(huan)壽(shou)命短和(he)安全性差等問題。液流電(dian)池(chi)與(yu)鈉(na)硫電(dian)池(chi)作(zuo)為新興的高效大容量(liang)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)電(dian)池(chi)，具有一(yi)定(ding)的應用(yong)前(qian)景，但成本(ben)還(huan)需(xu)要進一(yi)步控制。電(dian)磁(ci)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)和(he)化(hua)學(xue)(xue)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)目(mu)前(qian)還(huan)處于(yu)研發試驗階段，距離大規模應用(yong)還(huan)有一(yi)段距離。與(yu)電(dian)化(hua)學(xue)(xue)儲(chu)(chu)能(neng)(neng)和(he)機械儲(chu)(chu)能(neng)(neng)技術相比(bi)，儲(chu)(chu)熱(re)技術的壽(shou)命更長、成本(ben)更低(di)(di)，比(bi)儲(chu)(chu)電(dian)更加(jia)安全穩定(ding)，并且在太陽能(neng)(neng)光熱(re)發電(dian)領域廣泛應用(yong)，積累了豐(feng)富經驗。

在(zai)(zai)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)技術中(zhong)，熔鹽(yan)(yan)是(shi)一(yi)種比較理想(xiang)的儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)介質。相(xiang)比水(shui)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)，熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)的工作溫(wen)度(du)區間(jian)更寬，可(ke)以在(zai)(zai)中(zhong)高(gao)溫(wen)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)場(chang)景(jing)使用(yong)，因此熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)技術可(ke)以在(zai)(zai)多種場(chang)景(jing)下應用(yong)。相(xiang)比固體(ti)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)，熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)具(ju)有(you)穩定、壽(shou)命長、換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)難度(du)小等優勢。綜上，熔鹽(yan)(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)具(ju)有(you)大規模、長時(shi)間(jian)、安全穩定以及(ji)不受(shou)選址限制的特點，是(shi)構(gou)建未來(lai)新型電力系(xi)統(tong)中(zhong)極有(you)前途(tu)的儲(chu)能技術之一(yi)。

表1各種儲能技術的特點

1.2熔鹽儲熱應用的關鍵

現階段(duan)，熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術要實現大(da)規模應用(yong)還有一(yi)些關鍵(jian)技術問(wen)題需要解決。首先，熔(rong)鹽(yan)材料(liao)是(shi)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術的根本(ben)，其熱(re)物性(xing)參數尚且存(cun)在熔(rong)點高、比(bi)熱(re)容低(di)、熱(re)導率低(di)等不足，直接影響儲(chu)熱(re)系統的運行(xing)，并導致儲(chu)能系統占地面積及成本(ben)居高不下。

近年來(lai)，國內外專家(jia)學者(zhe)對高比熱容、低熔(rong)點熔(rong)鹽(yan)的制備及熔(rong)鹽(yan)熱物(wu)性參數(shu)提(ti)升(sheng)進(jin)行了研究，發(fa)現在熔(rong)鹽(yan)材料中添加(jia)可溶性添加(jia)劑或納(na)米(mi)材料顆粒可以顯(xian)著提(ti)升(sheng)熔(rong)鹽(yan)的儲熱性能。Hatem等將CuO納(na)米(mi)顆粒摻雜(za)于三元硝酸(suan)熔(rong)鹽(yan)（KNO3+NaNO2+NaNO3），也被稱為HiTec鹽(yan)。

并分析了(le)摻雜(za)前后比熱(re)容、熔點和潛(qian)熱(re)、熱(re)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)的變化，如圖(tu)1所(suo)示。結果表(biao)明，摻雜(za)0.1%質量分數的CuO的HiTec鹽，比熱(re)容提(ti)高了(le)5.6%，潛(qian)熱(re)提(ti)高了(le)30.0%，熱(re)穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)提(ti)高了(le)9.0%。

其次，熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)換熱器是熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲熱系統(tong)中的(de)關鍵部件之一，其設(she)(she)計(ji)(ji)不僅要(yao)考(kao)慮(lv)換熱效率，還(huan)(huan)要(yao)考(kao)慮(lv)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)的(de)腐(fu)蝕性，以(yi)及溫(wen)度變化時熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)可能凝固造成換熱器堵(du)塞等問題。因(yin)此(ci)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)換熱器的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)也是近年來的(de)研究熱點。最后(hou)，在熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲熱系統(tong)集(ji)成方面還(huan)(huan)有(you)一些關鍵技術(shu)，如高電(dian)壓等級的(de)電(dian)加熱熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)加熱器、耐腐(fu)蝕與高溫(wen)的(de)熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)泵(beng)、閥門(men)、管(guan)道(dao)及熔(rong)(rong)鹽(yan)(yan)儲罐的(de)設(she)(she)計(ji)(ji)選型(xing)與單罐、雙罐、多(duo)罐系統(tong)的(de)研發(fa)設(she)(she)計(ji)(ji)等。

圖1（a）HiTec鹽，HTC-0.1，HTC-1，HTC-3和HTC-5在液相中的(de)比熱(re)(re)容（b）比熱(re)(re)容測(ce)(ce)量的(de)平均(jun)值(zhi)（c）熔點曲線(xian)與潛(qian)熱(re)(re)變化趨勢（d）熔鹽的(de)熱(re)(re)穩定性(xing)測(ce)(ce)試

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太陽能光熱發電

熔(rong)鹽儲熱已成(cheng)功應用于多個國(guo)內外的太陽能光熱電站(zhan)(zhan)，以(yi)槽(cao)式導(dao)熱油傳熱熔(rong)鹽儲熱和熔(rong)鹽塔式光熱電站(zhan)(zhan)最為(wei)常(chang)見。

2009年(nian)(nian)，配(pei)置熔鹽儲(chu)熱的西班牙安達索爾槽式光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)站(zhan)成功投入運行(xing)，成為全球(qiu)首(shou)個商業化(hua)聚光(guang)太(tai)陽能(neng)電(dian)(dian)站(zhan)。2010年(nian)(nian)，意大利阿(a)基米德(de)建成以熔鹽作(zuo)為儲(chu)熱傳熱介質的4.9 MW槽式聚光(guang)太(tai)陽能(neng)光(guang)熱電(dian)(dian)站(zhan)。2013年(nian)(nian)，國內的青(qing)海中控德(de)令哈(ha)10.0 MW塔式熔鹽光(guang)熱電(dian)(dian)站(zhan)實(shi)現并網發(fa)電(dian)(dian)，是我國首(shou)座(zuo)成功投運的規模化(hua)儲(chu)能(neng)光(guang)熱電(dian)(dian)站(zhan)。2018年(nian)(nian)，北(bei)京首(shou)航敦煌100.0 MW塔式熔鹽光(guang)熱電(dian)(dian)站(zhan)的建成，標志(zhi)著我國自(zi)主研(yan)發(fa)的太(tai)陽能(neng)光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)技(ji)術向商業化(hua)運行(xing)邁出了成功的一步。

相(xiang)比(bi)國外，我國的太(tai)陽能(neng)光(guang)熱發電處(chu)于示范電站(zhan)階段，商業化運行也處(chu)于初級發展階段，因此熔(rong)鹽儲(chu)熱應用于太(tai)陽能(neng)光(guang)熱發電有著廣闊的市(shi)場空間(jian)。

目前(qian)，常見的(de)光熱(re)(re)(re)電站按光熱(re)(re)(re)和熔(rong)鹽(yan)(yan)的(de)耦(ou)合方(fang)式可分(fen)為(wei)間接(jie)(jie)與直接(jie)(jie)2種，系統(tong)結構如圖2所示。2種系統(tong)流程的(de)區別在(zai)于，間接(jie)(jie)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)系統(tong)需(xu)要(yao)(yao)設置換(huan)熱(re)(re)(re)裝(zhuang)置進行換(huan)熱(re)(re)(re)，通(tong)常采用導(dao)熱(re)(re)(re)油或(huo)水蒸氣作為(wei)傳熱(re)(re)(re)介質，而直接(jie)(jie)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)能(neng)不需(xu)要(yao)(yao)換(huan)熱(re)(re)(re)裝(zhuang)置。因此，間接(jie)(jie)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)工作溫度一般在(zai)400℃以下(xia)，直接(jie)(jie)熔(rong)鹽(yan)(yan)儲(chu)(chu)熱(re)(re)(re)的(de)工作溫度適用于400-500℃。

圖(tu)2常見光熱(re)電站熔鹽儲(chu)熱(re)結構

現階段光(guang)熱(re)電站(zhan)的冷卻方式以(yi)空冷機(ji)組為主，但(dan)機(ji)組發電仍采(cai)用水蒸(zheng)氣(qi)朗(lang)肯(ken)循環(huan)。許(xu)多專家學(xue)者(zhe)研究(jiu)了基于S-CO2布雷(lei)頓循環(huan)的太(tai)陽能(neng)光(guang)熱(re)發電系(xi)統(tong)(tong)，以(yi)CO2替(ti)代水蒸(zheng)氣(qi)作為傳熱(re)介質。但(dan)在系(xi)統(tong)(tong)運行時最高溫(wen)度可達800℃，通常選用耐高溫(wen)且(qie)性能(neng)穩定的氯化鹽和碳(tan)酸鹽，使系(xi)統(tong)(tong)獲得循環(huan)效率高、系(xi)統(tong)(tong)緊湊、靈活性高等優點，更適我(wo)國缺少水資源的合(he)西(xi)部地(di)區。

王智等通過Ebsilon軟件模擬(ni)了青海(hai)塔里木地區30 MW再壓縮S-CO2塔式(shi)太陽能(neng)光熱(re)(re)(re)布雷頓循環系(xi)(xi)統(tong)，如(ru)圖(tu)3a所(suo)示(shi)。他們設計了45%LiCl+55%KCl的熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)，總(zong)結出熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)滿熱(re)(re)(re)量在(zai)各月所(suo)需時(shi)(shi)長(chang)與兩分兩至日(ri)系(xi)(xi)統(tong)供能(neng)情況，結果發現5—7月熔(rong)(rong)鹽(yan)系(xi)(xi)統(tong)的儲(chu)熱(re)(re)(re)時(shi)(shi)間最(zui)短(duan)，11月到次(ci)年1月儲(chu)熱(re)(re)(re)時(shi)(shi)間最(zui)長(chang)，在(zai)無光源狀(zhuang)態下(xia)機組(zu)可滿發10小(xiao)時(shi)(shi)，如(ru)圖(tu)3b所(suo)示(shi)。冬至日(ri)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)無法儲(chu)滿熱(re)(re)(re)，無光照下(xia)系(xi)(xi)統(tong)持續運行發電功率僅為17.34 MW，如(ru)圖(tu)3c所(suo)示(shi)。

圖3（a）再壓縮S-CO2塔式太陽能光熱(re)布雷(lei)頓(dun)循環系(xi)統流程（b）不(bu)同月(yue)份熔鹽儲熱(re)系(xi)統的儲熱(re)時長（c）兩分兩至日熔鹽儲熱(re)系(xi)統供能情況(kuang)

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煤電靈活性改造

圖4高溫(wen)熔鹽儲熱系統耦合燃(ran)煤機組

在太(tai)陽(yang)能光熱發電(dian)(dian)(dian)領域廣(guang)泛(fan)應(ying)用的二元(yuan)硝酸鹽（60%NaNO3+40%KNO3），其工作溫度區間為221-565℃，剛好(hao)匹配(pei)火電(dian)(dian)(dian)系統的溫度參數，因此熔鹽儲熱技(ji)術(shu)也適用于煤電(dian)(dian)(dian)的靈活性改造。以熱電(dian)(dian)(dian)聯產機組為例，此類機組需(xu)要長期(qi)向(xiang)外供(gong)熱，在調(diao)峰時段(duan)，機組的電(dian)(dian)(dian)負荷(he)出力嚴重受(shou)(shou)限，調(diao)峰深度受(shou)(shou)到供(gong)熱負荷(he)的影(ying)響，受(shou)(shou)到“以熱定電(dian)(dian)(dian)”的約束。

將熔(rong)鹽儲熱(re)(re)(re)系統(tong)加入機(ji)(ji)組(zu)的(de)熱(re)(re)(re)力系統(tong)，在適合(he)(he)的(de)時(shi)段加熱(re)(re)(re)熔(rong)鹽，待到調峰時(shi)段通過高溫(wen)熔(rong)鹽放熱(re)(re)(re)供(gong)暖，從而切除機(ji)(ji)組(zu)的(de)熱(re)(re)(re)負荷(he)，實(shi)現“熱(re)(re)(re)電解耦(ou)”的(de)同(tong)時(shi)提高機(ji)(ji)組(zu)運行(xing)的(de)靈活(huo)性。圖4展(zhan)示了(le)在煤電機(ji)(ji)組(zu)的(de)鍋(guo)爐和(he)汽輪(lun)機(ji)(ji)之間耦(ou)合(he)(he)大容(rong)量高溫(wen)熔(rong)鹽儲熱(re)(re)(re)系統(tong)，為煤電機(ji)(ji)組(zu)靈活(huo)性改造(zao)提供(gong)了(le)新的(de)策略。

2022年12月，全(quan)球首套煤電機組耦合熔鹽(yan)儲熱示(shi)范工程(cheng)在江(jiang)蘇國(guo)信靖(jing)江(jiang)發電有限公司順(shun)利(li)投入運行，機組調峰容量達到75%額定(ding)負荷，標(biao)志著熔鹽(yan)儲熱技術在煤電領域的應(ying)用取得新的突破(po)。

近年來，許多專家學者通(tong)過軟件(jian)模(mo)擬(ni)（如Ebsilon，Aspenplus等）的方(fang)法對熔鹽儲熱系統耦合燃(ran)煤機組(zu)實(shi)現調峰(feng)調頻進行了深入研究，選擇(ze)的機組(zu)類(lei)型(xing)為(wei)350，600，660 MW的燃(ran)煤機組(zu)，熔鹽的加熱方(fang)式主要分(fen)為(wei)電加熱和機組(zu)的蒸(zheng)汽加熱，見(jian)表(biao)2。

表2近(jin)年來對(dui)熔鹽儲熱系統耦合(he)燃煤機組模擬(ni)的研究

鄒小剛等發(fa)現在(zai)(zai)他們設(she)計(ji)的(de)多種不同(tong)耦合流程中，電(dian)(dian)(dian)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽系統(tong)的(de)循環熱(re)(re)效率是最高的(de)。劉金愷等設(she)計(ji)幾種不同(tong)的(de)電(dian)(dian)(dian)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)與(yu)蒸氣加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽耦合煤電(dian)(dian)(dian)系統(tong)的(de)方案，通(tong)(tong)過計(ji)算后發(fa)現電(dian)(dian)(dian)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)熔(rong)(rong)鹽儲熱(re)(re)，在(zai)(zai)放(fang)熱(re)(re)時通(tong)(tong)過熔(rong)(rong)鹽加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)旁路給水的(de)方案，具(ju)有最佳的(de)負荷調節能力，但電(dian)(dian)(dian)加(jia)(jia)(jia)熱(re)(re)造(zao)成大量的(de)?損失。

從表(biao)2中(zhong)的(de)模(mo)(mo)擬分析結(jie)果(guo)可(ke)以看出，熔鹽儲(chu)熱系(xi)統耦合煤(mei)電(dian)系(xi)統可(ke)以明顯提(ti)高調峰能(neng)力、拓寬(kuan)機組的(de)運行區間及響應速度(du)等(deng)參數。王(wang)惠杰等(deng)模(mo)(mo)擬了(le)塔式太陽能(neng)耦合燃(ran)煤(mei)機組，結(jie)果(guo)表(biao)明耦合之后可(ke)以降低(di)燃(ran)煤(mei)機組的(de)煤(mei)耗，同(tong)時熔鹽儲(chu)熱系(xi)統消(xiao)納了(le)更多(duo)的(de)太陽能(neng)。

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熔鹽儲熱供暖與余熱利用

利用夜(ye)間低谷(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)價時(shi)段的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)能(neng)加熱(re)熔鹽，待頂峰電(dian)(dian)(dian)(dian)價時(shi)段需要供(gong)熱(re)時(shi)，將熔鹽儲存的(de)(de)(de)熱(re)量(liang)放出(chu)，通過換(huan)熱(re)器加熱(re)給水(shui)并實(shi)現供(gong)暖。放熱(re)后(hou)的(de)(de)(de)冷熔鹽再(zai)儲存于儲罐中(zhong)，待到低谷(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)價時(shi)加熱(re)，重復循環使用，不僅實(shi)現了移峰填谷(gu)，還能(neng)消納新(xin)能(neng)源發電(dian)(dian)(dian)(dian)，為電(dian)(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)(de)安穩(wen)運行提供(gong)保障，又能(neng)在(zai)一定程度上減(jian)少排(pai)放。系統原(yuan)理(li)如圖(tu)5a所示(shi)。2016年，河北辛集(ji)的(de)(de)(de)全球(qiu)首座熔鹽蓄熱(re)低谷(gu)電(dian)(dian)(dian)(dian)供(gong)暖項目投(tou)入運行，每年可節約燃煤699 t，減(jian)少CO2排(pai)放1 889 t，具有出(chu)色的(de)(de)(de)環保效(xiao)益。

在(zai)我國鋼鐵行(xing)業的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)過程(cheng)(cheng)中，存在(zai)大量可回(hui)收的(de)(de)(de)余熱(re)(re)，將這(zhe)些余熱(re)(re)回(hui)收用于發電、居民(min)供(gong)暖將獲(huo)得可觀的(de)(de)(de)收益(yi)。以煉鋼爐(lu)為例，耦合熔鹽儲熱(re)(re)系統實現發電的(de)(de)(de)系統原理如圖5b所示，煉鋼過程(cheng)(cheng)中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)高溫煙氣在(zai)煙腔內將低溫熔鹽加熱(re)(re)至高溫，高溫熔鹽通過過熱(re)(re)器(qi)、蒸發器(qi)、預熱(re)(re)器(qi)將給水加熱(re)(re)成(cheng)過熱(re)(re)蒸汽并(bing)驅動汽輪(lun)機發電。

圖5（a）谷電-熔鹽(yan)(yan)儲熱(re)供熱(re)系統（b）煉鋼爐耦合熔鹽(yan)(yan)儲熱(re)發電系統

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結論與展望

熔(rong)鹽儲(chu)熱具有儲(chu)能(neng)容量大、儲(chu)存周(zhou)期長、成本低等優(you)點，是大規模儲(chu)能(neng)的(de)(de)(de)理想選擇。熔(rong)鹽儲(chu)熱已廣泛應(ying)用(yong)于(yu)太陽(yang)能(neng)光熱發(fa)電(dian)，及火電(dian)機組(zu)(zu)的(de)(de)(de)靈活(huo)性改(gai)造(zao)、供暖(nuan)與余熱回收利用(yong)等場景(jing)，并(bing)有一(yi)些代表性的(de)(de)(de)示范項目，但(dan)在一(yi)些關(guan)鍵技術方面還有待提升(sheng)。在熔(rong)鹽材料方面，應(ying)研發(fa)出更加適合商(shang)業化的(de)(de)(de)熔(rong)鹽材料。并(bing)且以(yi)熔(rong)鹽為工質的(de)(de)(de)相(xiang)關(guan)設備缺乏完(wan)善的(de)(de)(de)制造(zao)標準(zhun)和規范。在火電(dian)機組(zu)(zu)靈活(huo)性改(gai)造(zao)方面，標準(zhun)尚未明(ming)確，以(yi)及對實際改(gai)造(zao)中(zhong)將面臨的(de)(de)(de)問題缺少研究。

未來，熔鹽材料的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本得到(dao)明顯降低，同時儲(chu)熱(re)密度大(da)大(da)提高。熔鹽儲(chu)熱(re)系(xi)統的(de)(de)(de)關鍵(jian)設(she)備形成(cheng)(cheng)明確的(de)(de)(de)制造標準，系(xi)統集(ji)成(cheng)(cheng)形成(cheng)(cheng)規(gui)范(fan)的(de)(de)(de)評價體系(xi)，應(ying)用于各場景的(de)(de)(de)技術(shu)實現統一配(pei)套(tao)。熔鹽儲(chu)熱(re)技術(shu)將實現大(da)規(gui)模的(de)(de)(de)商業化，成(cheng)(cheng)為新型電力系(xi)統中成(cheng)(cheng)熟的(de)(de)(de)儲(chu)能技術(shu)之一。

本文轉自《綜合(he)智慧能源》，作者：張鐘(zhong)平，劉亨，謝(xie)玉(yu)榮，趙大(da)周(zhou)，牟敏，陳橋。