熔盐储能技术及发展现状.docx

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1、熔盐储能技术及发展现状熔盐储能是一种新兴的储能技术，它利用高温熔盐进行能量 的储存与释放，具有高效、可靠、安全等特点，近年来得到了广 泛的关注和研究，并在多个国家得到应用，其中，中国是熔盐储 能技术的主要应用国家之一。一、定义熔盐是一种含碱金属、硝酸盐等多种盐类物质的熔融产物， 具有高沸点、低粘度、低蒸气压、高体积热量等特性，是一种很 好的储热和传热介质。熔盐储能是利用储热材料的温度变化、相 变，来实现存储和释放热量的过程。储热介质吸收电能和辐射能, 并储存于介质中，在低温下释放热能。在熔盐的选择方面，根据酸根离子的不同，常见的熔盐种类 包括硝酸盐、氟化盐、氯化盐、碳酸盐、硫酸盐和混合熔盐等。

2、 其中，硝酸盐具有熔点低、比热容大、热稳定性高、腐蚀性相对 较低等优点，目前被广泛使用。从成分构成来看，常见的熔盐品种有二元盐(40%KN03 + 60% NaNO3)、三元盐(53% KN03+ 7% NaN03 + 40% NaN03)和低熔点 熔盐产品等，其中，目前二元熔盐的应用最为普遍与成熟。二、熔盐储能优势1 .储能密度高。熔盐储能使用温度区间较宽，熔盐温度可达 400。C以上，提供了较大的温差，储能密度具有明显优势。2 .储热时间长。通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长，可 以实现单日IOh以上储热能力。3 .使用寿命长。从原理上来看，熔盐储能利用的是熔盐材料 本身的显热，不发生化学

3、变化，使用寿命可达30年以上。4价廉易得。熔盐是一种或多种盐的混合物，在国内的储藏 量较为丰富，材料来源广泛，成本优势明显。5.无污染、零排放。运行稳定性好、无爆炸或火灾危险、泄 漏蒸汽无毒、不会产生二次污染。三、应用场景熔盐储能是一种可以传递能量、长时间、大容量储能的技术 路径，可以实现太阳能到热能的转换，作为储能介质可以实现将 热能和电能的双向转换，目前主要应用在光热发电和火电机组灵 活改造领域。同时，还可以适用于工业余热储能、谷电工业制热、 光伏弃电储能、风力弃电储能、交通运输储能等多种场景。（一）火电机组灵活性改造领域火电机组灵活性改造目的是增加调峰深度、实现快速启停、 加快爬坡能力，

4、其中重点是提高机组的深度调峰能力。近年来， 国家发改委、国家能源局相继出台了全国煤电机组改造升级实 施方案加快电力装备绿色低碳创新发展行动计划等一系列 文件，推动煤电机组灵活性改造应改尽改。我市在“十四五”能 源发展规划中，也明确要提升电力系统灵活性，增强煤电发电机 组灵活调节能力，鼓励热电联产机组通过切缸、配套热水蓄热罐 和各类蓄热锅炉等技术实施“热电解耦”改造，进一步提高机组 宽负荷运行效率，提升宽负荷运行经济性。利用熔盐储能技术对火电机组进行灵活性改造，具有调峰幅 度深、调峰时间长、负荷调节快、启停速度快等一系列优点，同 时，对原系统影响较小，运行安全性高等特点。1 .基本原理火电常规机

5、组的灵活性改造原理是，在火电机组“锅炉-汽 机”热力系统中嵌入一套外置的高温熔盐储热系统。当火电机组 向下调节出力时，启动储热模块，锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸 汽通过储热功率模块对熔盐进行放热，低温罐中冷熔盐升温后存 储在储热罐中。当火电机组需要出力时，高温熔盐罐中的高温熔 盐通过放热功率模块进行放热，产生的蒸汽回到汽轮机做工发 电，释放热量后的熔盐再次回到低温罐中存储。嵌入高温熔盐储热系统的火电机组工艺图2 .熔盐储能技术在火电机组灵活性改造上优势第一，改造后的火电机组可以更好的适应电力市场改革，获 取更多辅助服务收益。随着各地电力辅助服务市场政策加快出 台，采用高温熔盐储热技术改造的火电机

6、组灵活性高、调节速度 快，可以适应深度调峰、启停调峰、旋转备用交易等辅助服务。第二，电力现货市场交易加快后，带有熔盐储能的火电机组 可以大规模储热，存储谷电，在电价高的时候释放热量获取高收 益。第三，大容量熔盐储能可以实现供蒸汽、供热。未改造的热 电联产火电机组仍然是热电耦合状态，具有季节使用局限性。高 温熔盐储热技术可以拓展火电灵活机组的供热场景，创造额外供 热、供蒸汽收益。第四，高温熔盐储热技术可以参加退役火电机组延寿改造。 拆除机组煤炭、锅炉系统后，可以保留汽轮机组，利用熔盐储能 吸收新机组热量或消纳谷电，通过放热驱动汽轮机发电，增加整 体电站的尖峰发电出力能力。（二）光热发电领域L发电

7、原理太阳能光热发电的原理是：光能一热能一机械能一电能，通 过反射镜、聚光镜等聚热器将采集的太阳辐射热能汇聚到集热装 置，用来加热集热装置内传热介质（熔盐），传热介质经过换热 装置将水加热到高温高压蒸汽，蒸汽驱动汽轮机带动发电机发 电。根据集热方式的不同，光热发电系统可以分为塔式光热发电、 槽式光热发电、线性菲涅尔氏光热发电与碟式光热发电。光热电站一般由聚光（集热）系统、吸热系统、储换热系统和发电系统这四个核心环节组成。图1:塔式光热发电以集热塔为吸热器的承载基础2 .产业政策支持当前，我国光热发电行业尚处于发展上升期，面临新一轮发 展机遇。中央及各地方政府陆续出台一系列政策，支持与引导光 热发

8、电项目，国务院在2021年10月下发的国务院关于印发 2030年前碳达峰行动方案的通知明确提到积极发展光热发电。 国家发改委、国家能源局等部门陆续出台了“十四五”现代能 源体系规划发“十四五”可再生能源发展规划2022年能 源工作指导意见等多项政策，推进光热发电产业发展，特别是 在青海、新疆、甘肃、内蒙古等风、光资源丰富地区。地方层面，内蒙古、甘肃、新疆等具有光照优势的西北地区 积极响应，推出了更为具体的光热发电支持政策，设立了更为具 体的光热发电项目建设目标。3 .重点项目国家能源局印发关于推动光热发电规模化发展有关事项的 通知，明确光热发电作为支撑性能源的意义，力争“十四五” 期间每年新增

9、开工规模300万千瓦，推动光热和风光大基地的 结合，且明确每10万千瓦装机的镜场面积不少于80万平米。 目前，国内现已并网或试运行并网的光热发电项目主要集中于甘 肃、青海、内蒙古与新疆等地区。我国太阳能热发电示范项目项目名称装机规模 （MW）储热时长 （小时）项目地设计年发电 量（亿度）中广核德令哈50MW槽式 项目509青海1.98首航高科敦煌IOOMW塔式 项目10011甘肃3.9乌拉特中旗IOoMW槽式项 目10010内蒙古3. 92青海中控德令哈50MW塔 式项目507青海1.46中电建青海共和50MW塔 式项目506青海1.57鲁能格尔木多能互补 50MW塔式项目5012青海1.6中

10、能建哈密50MW塔式项 目5013新疆1.98兰州大成敦煌50MW线菲 项目5015甘肃2. 14玉门鑫能50MW塔式项目509甘肃2. 16（三）谷电存热，保障供热供汽方面应用熔盐储能可在低谷时段消纳富余电能，尖、高峰时段对外供 热、供蒸汽。新型熔盐蓄热供热技术通过利用晚间谷电加热熔盐 储能，加热后的高温熔盐储存到储罐中，白天放热，通过循环泵 将高温熔盐抽出与换热器给水换热，实现供热需求。满足城市地 区对热水、蒸汽供应系统进行绿色改造，以及工业地区工业蒸汽 的需求。新型熔盐蓄热供热技术原理示意图L北京热力集团花家地供热中心熔盐储热改造项目北京热力集团花家地供热服务中心，原配置9台14MW燃

11、气锅炉，非供暖季只启用一台燃气锅炉，每天启停也造成存在能 耗大、经济性差等问题。因此投资669万元（设备投资、不含 税）建设了 一套加热功率2. IMW的新型熔盐储热装置，该示范 项目满足了非冬季与燃气锅炉厂房联合，并在冬季可以进行应急 供热的需求。2 .北京热力供应中心北京西站蒸汽供应熔盐储热改造项目该项目利用熔盐储代替燃气锅炉，利用低谷电时间段，将低 价格电能转换为热能存储，白天时使用熔盐储能系统对外供应蒸 汽。该项目采用低谷绿电作为热源，运行成本仅为燃气运行成本 50%左右，大大节省了运行费用。3 .西子洁能绍兴柯桥熔盐发电、储热供汽项目是浙江省最大用户侧熔盐储能项目、国内在建的最大规模

12、熔 盐储能项目。该项目可消纳风光绿电，通过熔盐储能供热系统及 汽轮发电系统实现对工业园区供热、供电，并可全负荷顶峰满足 电网需求响应，是双高行业绿色零碳转型试点。位于浙江绍兴滨 海工业园区（柯桥），园区内以纺织印染行业为主。纺织印染行 业是浙江的高能耗产业之一，低碳转型压力较大。根据浙江省发 展改革委关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（征求 意见稿）提出：“不将绿色电力消费计入碳排放量核算，探索绿 色电力消费抵扣一定比例能耗。高能耗企业有动力在节能降碳 找寻新的路径。项目利用规模化绿电与熔盐储能技术，在电网低 谷时段把过剩的绿电（风电或光伏）储存在高温熔盐中，在高峰、 尖峰时段利用储存的

13、热能换热对外供热或发电。四、产业重点企业（一）光热EPC领域1 .首航高科。公司主营产品包括电站空冷系统、光热发电、 余热发电等，公司可提供光热发电镜场、集热器、传热、储热系 统等光热发电主要环节的产品和解决方案。2 .东华科技。主要开展咨询设计、以设计为主体的工程总承 包业务，承担光热项目储热岛EPC等工程。3 .上海电气。电站装备龙头企业之一，具备塔式光热发电系 统集成和传统电力设备的提供能力。先后深入参与美国伊万帕、 以色列阿沙利姆、迪拜等多个国际知名光热项目。（二）火电改造+光热领域L西子洁能。西子洁能是国内熔盐储热系统的龙头，具备丰 富的项目经验、充足的熔盐光热设备供给产能。在光热产

14、业链做 了核心设备的全产业链布局，覆盖的光热发电业务设备包括熔盐 吸热器、熔盐储罐、蒸汽发生器等。（三）熔盐罐生产领域L蓝科高新。主要产品包括热交换技术产品、球罐和容器技 术产品。在塔式、槽式和线性菲涅尔式光热电站的储热系统从设 计、施工方面都有较好的业绩。2.蓝星北化机。蓝星北化机是中化集团旗下公司，具备电解 成套设备、光热储能产品和生物质资源综合利用成套设备三个核 心产品。其主要为光热项目提供熔盐储罐产品和解决方案，先后 用于金塔光热项目、玉门鑫能项目等。（四）液压驱动生产领域L川润股份。主要从事流体机械与控制技术、节能环保动力 装备业务。可为光热发电系统提供定日镜驱动系统。（五）支架生产领域1 .振江股份。公司主营业务为风电设备和光伏设备零部件， 包括固定/可调式光伏支架、追踪式光伏支架等。参与内蒙乌拉 特中旗等光热项目。（六）熔盐生产领域L盐湖股份。主要从事钾肥与锂盐产品的研发、生产与销售 业务。公司控股子公司青海盐湖硝酸盐业股份有限公司拥有硝酸 钾产能20万吨/年与硝酸钠产能20万吨/年。2 .云图控股。现有“两钠”产能10万吨，未来新增产能20 万吨，公司将累计拥有“两钠”产能30万吨/年。现已形成“复 合肥、联碱、磷化工及食用盐”等业务协同发展的产业格局。