8月26日，北京工业大学机械与能源工程学院教授、院长助理张灿灿做了题为《熔盐长时储能技术的应用场景及研究进展》的主题报告演讲。

以下内容根据大会发言整理，仅供参考。

大家好，非常荣幸能在这里向大家汇报一下我们课题组在熔盐长时储能方面的一些研究进展，这可能有别于前面一些储能技术，前面是电化学储能、压缩空气储能，我们是储热技术。

我的汇报分三方面，首先给大家介绍一下什么是熔盐，熔盐在常温下是粉末状的，比如我们吃的食盐，也可以是熔盐的一种材料。在高温下慢慢溶化变成液体，现在主要的熔盐储能技术是用熔盐的显热储热。我们对熔盐的定义，通常用的是两种或者两种以上的无机盐，通过一定的比例得到一个共晶的熔盐，这样的熔盐可以降低熔点，比分解温度要高，进一步拓宽了液体温度范围，增加了储能密度。

现有的熔盐储热主要是双罐高温熔盐液体显热储热，是低成本寿命大容量长时储能技术。熔盐储能主要优点：储能密度高、储能成本低。与电化学储能成本低，它的传热系数高，可以精确的控制熔盐的进出口温度，调控它的储热或者进热的速率。

熔盐储能在“双碳”目标中将发挥重要作用。现有的储能技术主要以抽水蓄能为主，单单依靠抽水蓄能没有办法完全满足我国将来在“双碳”目标下对储能的需求，就迫切需要发展除了抽水蓄能之外的新型低成本大容量的长时储能技术。

熔盐储能可以应用在哪些方面？比如供电侧，太阳能光热发电、火电厂深度调峰和改造。电网侧，比如我们用热泵储电还有压缩空气储能电站里都可以用到熔盐。用户侧，给企业供热、供冷、供气都可以。根据统计数据显示，一半以上的能源都是以热能的形式消耗，所以熔盐储能将来在能源里将会发挥非常重要的作用。

接下来给大家介绍一下熔盐储能的应用场景。

熔盐储热在太阳能光热电站里广泛应用，这和光伏的区别是光伏相当于是把太阳光能直接转换成电能，光热发电有一个聚光集热，把太阳的热量储存在熔盐里，通过换热器产生高温高压的蒸汽，再推汽轮机做功。光电发热有一个非常大的优势是自带储能属性，可以实现一天24小时连续发电，没有太阳时也可以发电。太阳能光热发电和熔盐储能结合起来，可以提供连续、稳定、可靠的符合用户要求的高品质的电能。这是太阳能光热发电的特点。

太阳能光热发电主要分以下几方面：主要有槽式、塔式、线性菲涅式、蝶式等。熔盐既作为传热介质又作为蓄热介质，西班牙、美国的太阳能光热电站建设比较早，我们国家2016年开始陆续建设熔盐储热传热太阳能光热发电站，一般位于我国西北地区，比如青海、新疆、甘肃。全世界首座也是我国第一座，线性菲涅熔盐传热蓄热电站在敦煌建成的。太阳能光热发电自带储能，具有可以参与调峰调频，可以实现24小时连续发电。这是光伏、太阳能发电最大的不同。

2024年3月底，我国在建和拟建的光热发电项目，红色是光电发热装机容量，总共在建的超过40多个，总共4800MW，基本在2025年要建成。

熔盐可以用于电加热的熔盐储热联合储能电站，把弃风弃光的电储存起来，做成一个调峰储能电站。气体压缩热泵加热熔盐储热发电，实现和抽水蓄能相当的效率、储能密度和寿命。对于热泵储电，德国、美国、英国等研究较早。美国现在已经建成示范项目，但没有报道相关数据。

熔盐的另外一个重要应用场景是在火电灵活性改造，随着我国可再生能源装机容量增加，发电量上升，需要对火电厂的负荷进行调节。这个调节有很多种方法，比如提升了火电机组的爬坡速率、增加调节能力等等。储热技术已经成为火电厂实现热电解耦和火电厂储热灵活改造。主要的技术特点是：将汽轮机的蒸汽抽出存储，减少蒸汽做功，实现降负荷。在高峰时间可以把抽出来的蒸汽返回到机组做功。为什么说熔盐储热在火电灵活性改造非常适合？这是由于火电厂蒸汽参数和熔盐储热参数非常匹配，现在我们课题组也研发出了一系列600多度的熔盐储热材料。高温蒸汽熔盐储热是实现火电厂深度调峰最有潜力的。对于600兆瓦的机组，我们通过不同的技术路线进行了研究。通过理论计算，不论是电加热熔盐储热还是主蒸汽、再热蒸汽，都可以实现灵活调节目标降低15%。从综合发电煤耗来说，通过再热蒸汽抽气，深度调峰系统是最优的方案。熔盐储热在火电厂灵活性改造中已有两个示范工程应用，一个是江苏国信靖江，还有一个是华能魏家峁电厂。

谷电或弃风弃光电加热熔盐储热供热可以把便宜的谷电或弃风弃光电储存在熔盐中，需要的时候再释放出去。这只是针对需要用热的用户，比较经济划算，我们也计算了不同的供暖成本，得到的结论是谷电价格两毛以下比较经济划算。这是现在建成的用谷电或弃风弃光电加热熔盐供暖的示范工程。

同时也可以用太阳能/余热加热熔盐蓄热功能系统，可以实现分布式蓄热技术，用户用能的匹配。这是我们在河北临城建成的示范工程，也是中英国际合作项目，已经通过国家科技部的验收。

熔盐储热也可以在压缩空气中进行应用，现有的压缩空气储热主要是导热油和水，如果压缩空气储热温度需要到350度的，可以用低温熔盐进行储存，那么压缩空气储能效率可以提高3-6%。

现在熔盐储热总装机能量大概21GWh，根据国际可再生能源署预测，2030年最高到631GWh。

接下来汇报一下我们团队在熔盐储热方面的一些研究。

我们的研究主要通过以下三方面：熔盐制备与热物性测试、熔盐对流换热性能研究、系统示范工程应用。

低熔点宽温域低成本低腐蚀是熔盐储热的研究方向。这是对于现有研究的总结。太阳盐、HTTEC盐、碳酸盐、氯化盐都存在一系列问题，在这个基础上研发了一系列低成本、低熔点、宽温域的混合熔盐，进行了一系列对比，红色是我们自己研发的。

同时我们通过研发一系列低熔点熔盐的纳米流体，提高储热密度和流动传热性能。我们也在国内建立了首个熔盐流动传热试验平台，获得的实验结果和我们发表的文章也被美国爱达荷核能实验室作为熔盐传热的推荐计算公式，在他们报告里把我们得到的文献结果写在他们的报告里。我们也研发了一系列换热设备，包括单罐熔盐、熔盐换热器等等。这是我们现有的熔盐应用工程，比如华能魏家峁电厂里，它的抽蒸汽储热用的是我们的低熔点熔盐。我们的熔盐也在钢铁行业淬火里，也在供暖里应用。

我们也获得了国家重点研发计划项目支持，我们是宽液体高温熔盐储热项目的负责单位，吴老师是项目负责人，发表了一系列文章，申请了一系列专利标准，包括国家标准、国际标准。现在我们起草的一个熔盐的国家标准，同时这个国家标准也被升级为IEC的国际标准。

我们与国电投成立了国家能源用户侧储能创新研发中心，和浙江高晟研究院成立了联合研发实验室，也和百川光热、中能建数科、中船新能源、中能建北京电力等等成立了一系列联合研发中心。

总结：

熔盐储热是低成本长寿命大容量的长时储能技术，在核电、太阳能热发电、谷电或弃风弃光熔盐蓄热式供热、火电厂调峰调频电站、间歇高温工业余热蓄热、高温工业传热等领域都有应用价值，市场空间巨大。

北京工业大学在北京重点研发计划、973和863、国家自然科学基金等六千多万元科研经费支持下，先后开发了6种低熔点宽液体温域混合熔盐配方，大幅度提高了熔盐的储能密度，降低了储能材料和系统的投资，降低了系统冻堵风险和防冻堵代价，满足了高参数高效储热发电和高温传热的需求。

团队研发的低熔点宽液体温域高温混合熔盐先后载货电厂灵活性改造、低谷电加热熔盐蓄热供暖示范工程，熔盐传热蓄热的但螺杆有机朗肯循环分布式太阳能热发电示范工程等项目中进行了应用，运行性能优良。

再次非常感谢课题组各位老师同学的付出，也感谢国家科技部、国家基金委、北京市、青海省、内蒙古等等各个部门的支持。