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在2025熔鹽儲(chǔ)能商業(yè)化發(fā)展論壇上，國家能源集團(tuán)儲(chǔ)能專業(yè)首席專家廖海燕作《高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐》主題報(bào)告，詳細(xì)介紹了龍山電廠、宿州熱電、荊州熱電三大熔鹽儲(chǔ)熱改造項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)效果和收益模式，并深入分析了新型熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展、挑戰(zhàn)及應(yīng)用前景。

圖：廖海燕

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熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)的應(yīng)用背景

在國家新型能源體系與新型電力系統(tǒng)建設(shè)加速建設(shè)的背景下，大規(guī)模發(fā)展新能源已成必然趨勢。但新能源固有的間歇性、波動(dòng)性特點(diǎn)，導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)問題日益加劇。

廖海燕表示，通過對山東、遼寧等地的調(diào)研發(fā)現(xiàn)，光伏清晨投運(yùn)后，大量煤電機(jī)組需日間啟?；蚋羧諉⑼?，部分機(jī)組因頻繁啟停引發(fā)安全事故。因此，新型電力系統(tǒng)下，需要多類型調(diào)節(jié)資源平抑波動(dòng)、保障穩(wěn)定，這也為儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用開辟了廣闊前景。

數(shù)據(jù)顯示，全球現(xiàn)有超8500座燃煤電站，2024年總裝機(jī)2175GW；截至今年8月，國內(nèi)煤電總裝機(jī)1225GW，數(shù)量與裝機(jī)占比均超全球50%。

廖海燕針對靈活調(diào)節(jié)資源發(fā)展預(yù)判表示，在當(dāng)前及未來一段時(shí)期內(nèi)，調(diào)節(jié)資源仍以煤電為主力，抽水蓄能、光熱、鋰離子電池、飛輪等儲(chǔ)能技術(shù)為輔助。到2035年左右，隨著煤電占比逐漸下降，煤電+儲(chǔ)熱、抽水蓄能、光熱、電化學(xué)、壓縮空氣、氫能等各類儲(chǔ)能技術(shù)同時(shí)發(fā)展，滿足多時(shí)間尺度平衡調(diào)節(jié)需求。在此過程中，熔鹽儲(chǔ)熱在光熱電站及煤電靈活性提升等方面有廣闊的應(yīng)用前景。

廖海燕指出，目前煤電在承擔(dān)調(diào)節(jié)支撐功能時(shí)，面臨兩大核心難題：

（1）純凝機(jī)組深調(diào)受限：當(dāng)鍋爐低負(fù)荷時(shí)，爐側(cè)穩(wěn)燃難度加大，不僅鍋側(cè)水動(dòng)力安全性下降，運(yùn)行煤耗也會(huì)增加，且操作復(fù)雜，自動(dòng)化難度高；當(dāng)快速變負(fù)荷時(shí)，又會(huì)造成機(jī)組壽命大幅縮短。

（2）熱電機(jī)組電熱矛盾：熱電機(jī)組供熱與供電強(qiáng)耦合，難以實(shí)現(xiàn)熱電解耦。當(dāng)機(jī)組參與深調(diào)時(shí)，供熱量和參數(shù)不能保證，向下調(diào)峰能力受限，而機(jī)組保供熱時(shí)，向上又難以實(shí)現(xiàn)頂峰。更關(guān)鍵的是，若機(jī)組無法達(dá)到滿負(fù)荷，不僅會(huì)受到電網(wǎng)考核，還會(huì)損失容量電費(fèi)。

基于此，廖海燕強(qiáng)調(diào)，依托獨(dú)有的“煤電化運(yùn)”一體化運(yùn)營模式，結(jié)合自身火電裝機(jī)大、新能源增量多、應(yīng)用場景齊全的優(yōu)勢，國家能源集團(tuán)正著力推進(jìn)傳統(tǒng)調(diào)節(jié)電源與儲(chǔ)能的協(xié)同創(chuàng)新，當(dāng)下也正在應(yīng)用耦合熔鹽儲(chǔ)熱的煤電靈活性提升技術(shù)來解決煤電當(dāng)前所面臨的困境。

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國家能源集團(tuán)開發(fā)的幾個(gè)典型熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目

▌龍山電廠（基于600MW亞臨界火電機(jī)組“抽汽蓄能”儲(chǔ)熱調(diào)峰靈活性改造技術(shù)研究及示范）

該項(xiàng)目儲(chǔ)熱容量730MWh，總投資3.2億元，主要用于增加機(jī)組深調(diào)和頂峰能力，2025年4月投運(yùn)。項(xiàng)目詳情如下：

（1）運(yùn)行原理

儲(chǔ)熱階段：抽取部分主汽及熱再儲(chǔ)熱，利用蒸汽熱壓縮器將部分主汽和放熱后熱再進(jìn)行匹配將蒸汽提高到冷再參數(shù)送回鍋爐再熱器。換熱后的主汽變成過冷水，回到給水系統(tǒng)。

放熱階段：在負(fù)荷高峰期，將低谷期間存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱島中的熱量加熱給水產(chǎn)生蒸汽，與高壓缸排汽混合進(jìn)入鍋爐冷段或?qū)ν夤帷?/p>

（2）改造效果

機(jī)組負(fù)荷在鍋爐不投油最低穩(wěn)燃負(fù)荷基礎(chǔ)上再降低100MW，時(shí)長不少于4小時(shí)，通過對汽輪機(jī)安全性校核，可實(shí)現(xiàn)最低12.5%額定負(fù)荷上網(wǎng)。

在額定工況下，機(jī)組出力增加47MW，時(shí)長不少于6小時(shí)。

熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)內(nèi)部熱交換效率不低于98%、儲(chǔ)能效率不低于70%。

（3）經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)目收益以發(fā)電收益、新能源配額租賃、輔助市場收益為主。廖海燕透露，今年6-8月，項(xiàng)目的頂峰電價(jià)收益達(dá)到3000萬元。

▌宿州熱電（基于熔鹽儲(chǔ)熱的煤電靈活性關(guān)鍵技術(shù)研究及示范應(yīng)用）

該項(xiàng)目儲(chǔ)熱規(guī)模1000MWh，總投資3.4億，主要解決熱電解耦問題，增加深調(diào)頂峰時(shí)間長，2025年7月投運(yùn)。項(xiàng)目詳情如下：

（1）運(yùn)行原理

儲(chǔ)熱階段：抽取部分主汽、熱再和四抽儲(chǔ)熱，根據(jù)機(jī)組負(fù)荷的不同，熱再和四抽儲(chǔ)熱后對外供熱，主汽儲(chǔ)熱后回再熱冷段，少部分主汽冷凝和過冷換熱后回到除氧器。

放熱階段：在機(jī)組壓低谷和頂尖峰期間，將存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱島中的熱量加熱給水產(chǎn)生蒸汽對外供汽。供汽日間410t/h、夜間310t/h，參數(shù)為1.5和2.5MPa、300℃。

（2）改造效果

頂尖峰期間，機(jī)組最高發(fā)電負(fù)荷達(dá)到100%額定負(fù)荷，同時(shí)滿足供熱低值連續(xù)運(yùn)行4小時(shí)；

壓低谷期間，機(jī)組最低發(fā)電負(fù)荷達(dá)到30%額定負(fù)荷同時(shí)滿足供熱高值連續(xù)運(yùn)行5小時(shí)；

機(jī)組全天供熱24小時(shí)，滿足供熱高值運(yùn)行9小時(shí)滿足供熱低值運(yùn)行15小時(shí)；

熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)內(nèi)部熱交換效率不低于98%，儲(chǔ)能效率84%。

（3）經(jīng)濟(jì)效益

該項(xiàng)目收益以輔助市場收益、現(xiàn)貨市場收益、新能源配額租賃收益、容量電價(jià)為主。

廖海燕表示，該項(xiàng)目的尖峰電價(jià)收益加上規(guī)避供熱考核免去的處罰，可達(dá)1000萬元；安徽省按140MWh（等效電化學(xué)儲(chǔ)能2小時(shí)）核定容量租賃，年收益最低2800萬元；容量電價(jià)今年收益500萬元，明年預(yù)計(jì)增至1500萬元，年總收益超5000萬元。

▌荊州熱電（基于熔鹽儲(chǔ)能的煤電機(jī)組調(diào)頻調(diào)峰供熱安全整體解決方案的研究與應(yīng)用）

該項(xiàng)目儲(chǔ)能規(guī)模150MWh，總投資1.4億，調(diào)峰、調(diào)頻功能齊全，預(yù)計(jì)2026年6月投運(yùn)。項(xiàng)目詳情如下：

（1）運(yùn)行原理

儲(chǔ)熱階段：利用電加熱器和熱再蒸汽儲(chǔ)熱，熱再儲(chǔ)熱后對外供熱；熱再儲(chǔ)熱功率約10MW，電加熱熔鹽功率約40MW

放熱階段：在機(jī)組頂尖峰期間，將存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱島中的熱量加熱給水產(chǎn)生蒸汽對外供汽；放熱功率約80MW，放熱時(shí)長2小時(shí)；蒸汽發(fā)生系統(tǒng)產(chǎn)汽100t/h，參數(shù)2.5MPa、300℃。

（2）設(shè)計(jì)效果

提升深調(diào)能力：單機(jī)深調(diào)能力增加25MW，雙機(jī)深調(diào)能力增加50MW，調(diào)峰時(shí)長3小時(shí)。

提升AGC調(diào)頻能力：火儲(chǔ)聯(lián)合機(jī)組AGC調(diào)頻Kp值不低于2（其中調(diào)節(jié)精度性能指標(biāo)K2、響應(yīng)時(shí)間性能指標(biāo)K3均不低于1）。

提升一次調(diào)頻能力：一次調(diào)頻功能投入期間，調(diào)頻動(dòng)作性能合格率不低于90%；調(diào)頻動(dòng)作正確率不小于95%。

（3）收益來源

收益以輔助市場收益、新能源發(fā)電項(xiàng)目配額收益、容量電價(jià)為主。

▌熔鹽儲(chǔ)熱熱力電池

熔鹽儲(chǔ)熱熱力電池技術(shù)是針對未來無煤電、僅依賴可再生能源的能源場景研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，已納入今年國家重點(diǎn)重大專項(xiàng)申報(bào)范圍。廖海燕以“沙戈荒基地超高溫?zé)岜煤腿埯}儲(chǔ)熱耦合的熱力電池”方案為例說明了該技術(shù)的應(yīng)用詳情：

（1）項(xiàng)目概況

該項(xiàng)目高溫?zé)岜靡?guī)模125MW，COP值不低于1.4；熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)采用二元熔鹽，儲(chǔ)熱規(guī)模1400MWh，設(shè)計(jì)儲(chǔ)能時(shí)長8小時(shí)、釋能6小時(shí)；同時(shí)具備發(fā)電與調(diào)相一體功能——汽輪機(jī)發(fā)電效率45%，在儲(chǔ)熱儲(chǔ)電階段汽輪機(jī)不發(fā)電，可切換為調(diào)相機(jī)模式，為電網(wǎng)調(diào)壓并提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

廖海燕表示，當(dāng)前方案初投資11億元，其中熱泵投資成本高，未來技術(shù)成熟后成本下降空間大，有望與光熱電站形成競爭。

（2）預(yù)期效果

項(xiàng)目“電-電”轉(zhuǎn)換效率約63%，儲(chǔ)能過程中能夠利用外部低溫余熱來提升轉(zhuǎn)換效率。

（3）收益來源

主要收益包括三部分：充放電價(jià)差收益、容量租賃、調(diào)相服務(wù)。

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新型熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)研發(fā)及挑戰(zhàn)

▌商業(yè)化熔鹽分解、泄露及安全運(yùn)維技術(shù)

廖海燕強(qiáng)調(diào)，熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)運(yùn)行溫度高，儲(chǔ)能容量大，安全隱患需要特別注意，美國新月沙丘光熱項(xiàng)目、摩洛哥NOOR3光熱項(xiàng)目、鶴壁熔鹽儲(chǔ)熱項(xiàng)目等國內(nèi)外多個(gè)熔鹽儲(chǔ)能項(xiàng)目出現(xiàn)安全事故，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和人身安全問題。要實(shí)現(xiàn)熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)長時(shí)間的安全運(yùn)行必須確保其安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性，因此熔鹽的處理工藝和監(jiān)控至關(guān)重要。

廖海燕詳細(xì)分析了商業(yè)化熔鹽的安全運(yùn)維技術(shù)。

熔鹽使用前需先完成化鹽工序，脫去水分。如果化鹽不徹底，熔鹽在儲(chǔ)罐內(nèi)會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)和熱分解反應(yīng)，生成硝酸、亞硝酸及堿性物質(zhì)。這些產(chǎn)物均為腐蝕性雜質(zhì)，會(huì)加速設(shè)備損耗。

廖海燕表示，二元熔鹽在500-570℃工況下運(yùn)行時(shí)，設(shè)備年腐蝕損耗約30微米，處于可控范圍；但溫度升至620℃時(shí)，腐蝕會(huì)急劇加劇，超出設(shè)備耐受閾值。如果通過腐蝕控制，即便在620℃的高溫工況下，也可將設(shè)備年腐蝕損耗控制在30微米以下，與中低溫工況的腐蝕水平持平，有效保障設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。

因此，熔鹽安全運(yùn)維的核心就是反應(yīng)管控與腐蝕控制。廖海燕介紹了新一代超高溫氯鹽及氯鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的腐蝕控制技術(shù)突破情況：

未經(jīng)腐蝕控制的氯鹽有強(qiáng)腐蝕性，其腐蝕性主要是由鹽的水解反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕雜質(zhì)（如氫氧化物）引起的。以此為儲(chǔ)熱材料，需要鎳基合金作為熱罐結(jié)構(gòu)材料，系統(tǒng)初始投資成本超過目前商業(yè)化硝酸鹽系統(tǒng)的1.5倍。

而采用“鐵基合金+鎂純化鹽”的組合方案，利用鎂對熔鹽進(jìn)行純化處理，可極大控制腐蝕問題。該方案已通過德國實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：鐵基合金長達(dá)200小時(shí)的靜態(tài)浸泡實(shí)驗(yàn)（500-800℃），幾乎沒有Cr的析出。該方案成本優(yōu)勢明顯，以鐵基合金作為熱罐結(jié)構(gòu)材料，系統(tǒng)初始投資成本約是商業(yè)化熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)的一半。

▌新一代超高溫熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)

先進(jìn)熱電站：配備先進(jìn)動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)（如超臨界二氧化碳循環(huán)），透平入口溫度超過700℃，熱電轉(zhuǎn)化效率超過50%。但是，現(xiàn)有的常規(guī)熱電站由于熔鹽熱分解和腐蝕問題，最高溫度限制在565°C以下。因此熱穩(wěn)定性超1000℃的新一代超高溫氯鹽熔鹽技術(shù)，便成為突破溫度瓶頸、提升能源利用效率的重要發(fā)展方向。

最后，廖海燕透露，根據(jù)集團(tuán)調(diào)研結(jié)果，大部分燃煤電站都愿意使用熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)進(jìn)行煤電機(jī)組靈活性改造。當(dāng)前我國煤電仍承擔(dān)大部分電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求，通過熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)與機(jī)組的耦合，全國預(yù)計(jì)可新增2億千瓦以上的深度調(diào)峰能力與1億千瓦以上的尖峰電力供給能力。這一領(lǐng)域的發(fā)展不僅能帶動(dòng)煤電行業(yè)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)維全鏈條技術(shù)升級，更將催生出千億級規(guī)模的上下游產(chǎn)業(yè)鏈，形成完整的產(chǎn)業(yè)生態(tài)。