熔鹽儲(chǔ)熱通過(guò)加熱熔鹽完成儲(chǔ)能，是長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的一種技術(shù)路線。

熔鹽儲(chǔ)熱蓄熱時(shí)采用智能互補(bǔ)系統(tǒng)將風(fēng)電、光伏、夜間低谷電作為熔鹽電加熱器的電源，通過(guò)熔鹽電加熱器加熱熔鹽，儲(chǔ)存熱量；放熱時(shí)在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水進(jìn)行換熱，釋放熱量。

熔鹽儲(chǔ)熱儲(chǔ)原理

熔鹽儲(chǔ)能可以根據(jù)能量需求自由調(diào)整輸出時(shí)間，敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲(chǔ)熱時(shí)間可以達(dá)到11個(gè)小時(shí)。

首航高科敦煌100MW光熱發(fā)電站

根據(jù)太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，截至2021年底，全球太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到6.8GW，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量為538MW。

我國(guó)光熱發(fā)電裝機(jī)容量

熔鹽儲(chǔ)熱招標(biāo)/簽約/建設(shè)中總規(guī)模達(dá)到3047MW，有望實(shí)現(xiàn)跨越式增長(zhǎng)。根據(jù)我們不完全統(tǒng)計(jì)，2022年招標(biāo)/簽約/建設(shè)中的熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目達(dá)16個(gè)，總裝機(jī)規(guī)模達(dá)3074MW，其中甘肅省金昌市高溫熔鹽儲(chǔ)能綠色調(diào)峰電站儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到600MW/3600MWh，熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目規(guī)模大型化趨勢(shì)明顯。

2022年招標(biāo)/簽約/建設(shè)中的熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目匯總

技術(shù)特點(diǎn)

大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能，但轉(zhuǎn)化效率低

熔鹽儲(chǔ)熱作為一種新興的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能方式，在新型儲(chǔ)能賽道上具有明顯優(yōu)勢(shì)：

1）儲(chǔ)能規(guī)模大：熔鹽儲(chǔ)熱規(guī)模通常在幾十兆瓦到幾百兆瓦之間，例如甘肅省金昌市高溫熔鹽儲(chǔ)能綠色調(diào)峰電站儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到600MW/3600MWh，相對(duì)其他儲(chǔ)能方式，儲(chǔ)能規(guī)模更大。

2）儲(chǔ)能時(shí)間長(zhǎng)：熔鹽儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)單日10小時(shí)以上的儲(chǔ)熱能力，敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站的熔鹽儲(chǔ)熱時(shí)間可以達(dá)到11個(gè)小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于當(dāng)前2-4小時(shí)的配儲(chǔ)比例要求。

3）壽命長(zhǎng)：熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目壽命在25年左右，高于電化學(xué)儲(chǔ)能壽命。

4）環(huán)保安全：熔鹽儲(chǔ)能工作原理是加熱熔鹽儲(chǔ)能，并通過(guò)蒸汽帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，整個(gè)過(guò)程不產(chǎn)生污染排放。

局限性

1)成本較高：已投運(yùn)的裝機(jī)110MW配10小時(shí)儲(chǔ)能的新月沙丘熔鹽塔項(xiàng)目的總投資額約8億美元（約合人民54億元），據(jù)此測(cè)算投資成本在500萬(wàn)/MWh左右，和抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等大規(guī)模儲(chǔ)能方式相當(dāng)；

據(jù)《電化學(xué)與蓄熱儲(chǔ)能技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域的應(yīng)用》測(cè)算，在不考慮能量損失的情況下熔鹽儲(chǔ)熱度電成本約0.443元/kWh，則在50%轉(zhuǎn)化效率的情況下度電成本約0.886元/kWh。

2）能量利用率較低：在換熱系統(tǒng)中高溫熔鹽與水換熱，產(chǎn)生水蒸汽，驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)工作階段能量浪費(fèi)較多，效率較其他儲(chǔ)能方式比較低。

3）熔鹽具有腐蝕性：熔鹽中含有的氯化鹽、碳酸鹽、硝酸鹽具有一定的腐蝕性，對(duì)熔融罐、管道等設(shè)備具有一定的腐蝕作用。

4種典型應(yīng)用場(chǎng)景

光熱發(fā)電+供熱供汽+火電靈活性改造

1)光熱發(fā)電：二元鹽（60%硝酸鈉+40%硝酸鉀）是目前多數(shù)光熱電站選用的傳儲(chǔ)熱工質(zhì)，其熔點(diǎn)為220℃，最高工作溫度可達(dá)600℃。

2009年3月成功運(yùn)行的西班牙安達(dá)索爾槽式光熱發(fā)電站配置了熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)，成為全球首個(gè)商業(yè)化聚光太陽(yáng)能電站。

截至2021年末，熔巖儲(chǔ)能在全球儲(chǔ)能市場(chǎng)中累計(jì)規(guī)模占比1.6%，在國(guó)內(nèi)累計(jì)規(guī)模占比1.2%。

2)清潔供熱：借助峰谷電加熱熔鹽蓄熱集中供暖的“煤改電”技術(shù)實(shí)施系統(tǒng)大致有熔鹽電加熱器、低溫、高溫熔鹽罐、混合熔鹽、熔鹽泵、熔鹽-水換熱器等設(shè)備，對(duì)面積超過(guò)10000m2的建筑更為適用，整個(gè)系統(tǒng)的投資成本大約在150元/m2，供暖運(yùn)行成本根據(jù)峰谷電價(jià)不同在13~18元/m2，具有良好的經(jīng)濟(jì)性能。

3)工業(yè)蒸汽：熔鹽蓄熱技術(shù)不僅可以使用谷電，還可以大量使用工業(yè)余熱、太陽(yáng)能集熱或直接利用火電廠生產(chǎn)的蒸汽等，通過(guò)這些熱源來(lái)直接加熱熔鹽，便可以實(shí)現(xiàn)相比電熱轉(zhuǎn)換更高的能源轉(zhuǎn)換效率。

而在輸出端，熔鹽蓄熱系統(tǒng)除了供暖，還可以服務(wù)需求更加多樣化的工業(yè)蒸汽市場(chǎng)。

4)火電靈活性改造：火電靈活性改造的主要目標(biāo)是改善火電機(jī)組的最小出力限制，擴(kuò)大機(jī)組出力調(diào)節(jié)的幅度，減小熱電聯(lián)產(chǎn)組合中發(fā)電對(duì)發(fā)熱的配比，即熱電解耦。

目前實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)組熱電解耦的技術(shù)路線較多，熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)是其中重要方法之一，其可與火電機(jī)組熱力系統(tǒng)參數(shù)相匹配，顯著改善火電機(jī)組供熱調(diào)峰能力。

蒸汽加熱熔鹽儲(chǔ)能的火電機(jī)組調(diào)峰技術(shù)與現(xiàn)有的火電機(jī)組調(diào)峰技術(shù)相比，具有能耗低、機(jī)組運(yùn)行更節(jié)能可靠，改造成本低等優(yōu)點(diǎn)。

熔鹽儲(chǔ)能火電靈活性改造原理

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