3月24日下午，西安热工研究院锅炉部电热所所长、正高级工程师周科作了题为《新型熔盐储热技术研究与进展》的主旨演讲。

以下内容根据发言整理提炼，仅供参考。

周科

尊敬的各位同行、各位朋友：

大家下午好！非常荣幸给大家分享一下西安热工研究院这几年在熔盐储能方面做的工作，我的汇报主要分为以下几个方面：前面主要给大家综述一下熔盐储能技术，后面介绍一下我们现在已经完工，以及在建的几个熔盐储能的项目。

一、新型储能及新型熔盐储能技术

新型储能在构建新型能源体系战略中占有重要的地位，包括削峰填谷、调峰调频、电压和频率的调节、减少化石能源消耗等等。

截止2024年，新型储能现在的整体装机规模已经达到73.76GW，尤其是2024年相对于2023年，规模同比增加了130%，虽然熔盐储能在新型储能里面的总体占比相对比较小，但是它有特殊受众，也就是工业供气的场景，所以这几年熔盐储能也迎来了快速的增长。

熔盐储能的场景包括分布式太阳能热电联供、弃电弃风光电的供热、工业间歇性余热回收、谷电热电联供调峰系统、熔盐储能电站、火电灵活性改造（目前用得比较多）。

二、火电耦合熔盐储能技术及发展

火电耦合熔盐储能技术路线包含供热火电机组热电解耦、纯凝火电机组调峰/调频、退役机组改造。

归结起来它还是一个以熔盐储能为介质，电-热之间相互转换的一个过程。不同的转换路径决定了不同的技术方案，也决定了不同的投入。

火电耦合熔盐储能电蓄热现在用得相对比较多，它的调节过程简单快速，也不影响机组的热平衡，改造起来相对简单，系统简单，运行也比较简单，唯一的缺点可能是效率偏低一些。

还有是前面西子洁能介绍过的蒸汽储热，蒸汽储热又分为显热储热、潜热储热。显热储热利用了部分蒸汽的热量，它的系统相对复杂一些，因为它本身跟自己的热力系统相耦合，存在能源损失，所以它的显热储热效率跟后面潜热储热的效率相比低一些。

这是潜热储热，潜热储热是充分利用了蒸汽的潜热，它的效率比较高，但是它的投资也相对高一些；应用场景受限，因为它跟机组的关联性比较高，它冷凝成水以后还要回到热力系统，耦合起来相对比较复杂。

熔盐储能的运营模式，其实现在各地的政策差异性比较大，我们要灵活地根据电源侧和电网侧的政策，制定针对性的储能方式，通过它的储放过程，跟我们的机组、电网相耦合起来。

我们这里提了几个案例，就是火电耦合熔盐储能的收益情况，这里列举了山东180MWh熔盐储能项目。因为山东有电力现货，每年大概有一千多个小时的零电价以下甚至负电价。

前段时间我去甘肃，甘肃出现了大概一两千个小时，包括东北那边电力现货逐步实施以后，零电价、负电价也比较多，当然有一些地方可能有些中长协议之类的。总体来说，现在峰谷差距越来越大。山东德州的180MWh的项目，我们采取了电驱热以后，各种收益加起来一年大概是2700多万。

这是江苏配的240MWh的熔盐储能项目，主要收益还是它的调峰、调频，包括工业供汽收益，它这里也是选的熔盐电蓄热。因为电蓄热的调频能力还是非常强的，不管是一次调频还是二次调频，这一块的收益都非常好，能够达到两千多万。

还有是针对没有工业用汽的机组，比如河北南网的机组主要是采暖，而且它没有工业供汽，所以它最后选择熔盐蒸汽蓄热，而且采取的是蒸汽中的显热蓄热，它的年收益比工业供汽少一些，大概是一千五百多万。

前面讲的几个储能规模差的不多，180MW/240MWh，收益是根据自身机组的特点包括它的应用场景，它的收益也不太一样。

对于我们用熔盐来做火电灵活性改造来讲，我觉得还是需要一厂一策，根据自己的情况进行经济性的核算，包括我们先预估我们的储热容量，再进行经济性的核算，再进行投资回收期的分析，最终进行后续的可研、改造工作。

从政策来看，2024年国家发改委、能源局就在文件里面，《关于建立健全电力辅助服务市场价格机制的通知》里面就提到了，从各地电网也基本反映出现在的调峰补贴政策慢慢降低，但电力现货市场就逐渐起来了。我觉得电力现货市场起来以后，对我们的储能还是利好的，因为从目前来看，现在电力现货有高有低，而且峰谷差比较大的地方正好是我们储能产业，尤其是储热大有可为的地方。

三、典型熔盐储能系统及模块式新技术

传统的熔盐储能技术包含单罐式、双罐式。单罐式主要用于小型的小规模的储能场景，双罐主要用在光热上，这个用了一二十年。还有就是我们近几年开发的模块化的熔盐储热系统，它像电磁一样的，以模块化的形式来呈现出来。

典型的双罐式技术，刚才已经说了有近20年的工程应用经验，技术成熟度非常高，稳定性非常好，热工研在罐这边也做了很多工作，我后面会简单说我们的案例。它的几个核心的设备，包括长杆熔盐泵、SGS、熔盐储罐，这几个是它的核心设备。

模块化的技术是热工院和我们的合作伙伴近几年一块开发的专利技术，尤其在中小规模的场景下，它的占地、投资优势非常明显。这项技术在去年2月份的时候被鉴定为国际领先水平。

这是模块化的基础结构，每个模块为一个因子，一列模块叫一个单元，单元内部是串联连接，单元和单元之间是并联连接。通过串并联的结合，实现了我们的规模化和大容量。

这是它的简单的适宜图，包括电蓄热和蒸汽蓄热，流程相对比较简单，相当于一个直流锅炉。

这是它的核心特点，包括：1.核心设备高可靠性。前面讲了双罐里面熔盐泵是一个易损件，我们这个模块化里面是没有长短泵，用的是短杆泵；

2.蓄热/放热一体化。因为它储放热的换热器是内置的，所以储放热以后大量的电伴热、疏盐、熔盐阀门就减少很多，所以它的系统风险点也有所减少；

3.多单元并联系统布置。它采取串并联的方式，灵活性就更好了，如果一个单元出现问题，我们直接把它解列；

4.电、蒸汽蓄热集成布置，独立运行。它可以实现电热综合布置，可以一部分电、一部分蒸汽，运行灵活性比较强；

5.液固两相储热介质。我们这里面采取了液固两相储热介质，减少了熔盐量的使用，降低了成本。同时熔盐量少了之后也实现了本质的安全；

6.熔盐安全可逆凝固。熔盐在里面，因为它的换热器是内置的，所以熔盐是可以凝固的，这样的话我们就不需要熔盐电加热器，它的能效也会得到提升；

7.系统可扩展。因为模块化的话，相对扩展起来还是比较容易的；

8.节省投资。刚才我说了在中小规模的储热容量下，它还是具有一定的优势，大概可以减少投资10%左右；

9.综合优势，包括模块化、标准化生产，吊装也比较方便，安装效率比较高。

四、新型熔盐储能技术示范项目

示范工程概况1：江苏国信靖江电厂

这是全球首个以煤电耦合的熔盐储热项目。这是热工院节能中心2022年12月份投运的，它主要用的是电蓄热，解决调峰和调频的问题，爬坡速率大于3%，这一块的收益尤其是AGC的收益比较好。

示范工程概况2：北方魏家峁厂

这是国内首个蒸汽蓄热的项目，虽然龙山是首台（套），但第一个用蒸汽蓄热的还是魏家峁，既是国内首个蒸汽蓄热的项目，也是第一个模块化的工业应用项目，2023年5月15日建成。因为我们是一个科技项目，里面攻克了低温四元熔盐、液固两相蓄热、储放热一体化蒸汽、熔盐-给水换热、高效承压热水储热等一系列的技术和装备。

这是我们的魏家峁工艺流程图，包含它怎么取热、怎么释热、怎么回热，基本上都是跟它的凝结水系统相耦合的。这是魏家峁项目实现的调峰调频能力的提升，调峰能力从40%降到25%，相当于增加了15%的调峰能力；AGC响应速率提升了0.5%。这是我们的一些运行画面，因为是模块化的，所以每个单元都是一个独立的系统，可以看到它的运行非常灵活，操作起来也比较方便，独立运行是它非常重要的一个特点。这是魏家峁项目最后考核的第三方鉴定的实验报告。

示范工程概况3：华能山东德州电厂

这是300MW/180MWh德州项目，项目的调峰容量增加18万，供汽能力80t/h，AGC响应速率提升1.3左右。项目总投资八千万左右，投资回收期大概3.6年，主要应用了山东地区的负电价的政策，我本来跟电网供电，可能要给电网钱，现在我把不要钱的这部分电储起来之后拿工业供汽，所以里外的账相对比较好算。

德州这个项目采取了模块化的熔盐储热，它的一个特点是占地面积比较小。从这个图里面可以看出熔盐储热模块就在图的最右侧的一个小方块，其实它用的是机组跟前的一个绿化带，项目总体占地面积才600平方米，所以对于很多城市电厂是非常友好的。如果是双罐的话，根本布置不下，所以这也是模块化一个比较大的特点。

德州项目也是我们国内首次采取从发电机出口母线直接梯接一个储能变的案例。

示范工程概况4：济宁华源电厂

这是一个双罐的项目，是我们节能中心承担的。这个项目既有电又有蒸汽，50MW/100MWh，首个汽电融合的联合蓄热的项目。

示范工程概况5：华能海门电厂

前段时间我们节能中心在海门也开了一个推介会，这是60MW/120MWh，是首台百万机组耦合熔盐储热的示范项目，也是采取双罐、电蓄热，主要还是解决火电机组调峰调频的问题。

五、新型熔盐储能再建项目简介

项目1：山东安润能源熔盐储能中心

这是魏桥下属公司的2000兆瓦时的项目，也是目前全球最大的新能源电蓄热项目，采取了双罐熔盐储热方式，这里面用的是300MW低压和200MW高压，这是600伏高压这块用得最多的、高压最大的。这个项目纳入了山东省2025绿色低碳高质量发展的一个重点项目。

双罐电蓄热项目现在用得比较多，因为这个项目主要是消纳绿电。目前很多要上新能源，上网的比较困难，很多地方不给新能源上网。一旦新能源上不了网，就要想到新能源的消纳问题。魏桥是一个孤网，所以它上了很多新能源，我们上的熔盐项目主要是消纳它光伏这一块的，这个只是魏桥其中的一期，可能后面魏桥还规划更多的熔盐储能项目。因为魏桥作为高耗能的企业，它做绿色低碳转型也是迫在眉睫的。

项目2：达拉特旗增量配电网熔盐储能站

这是跟新能源耦合项目，这是华能系统内部达拉特旗工业园区的项目，是61MWx4h 244MWht，也是用绿电、光伏产生了弃电，用了熔盐储热产生汽，然后供工业园区使用。产汽量11吨，量比较小，但是24小时不间断使用。

六、总结与展望

熔盐储能用于热电解耦供热、调频、调峰，以及取代未来燃煤锅炉耦合新能源，实现中长期、大规模储能，是一项非常有前途的储能技术，是彻底解决火电机组运行灵活性的“最后一公里”。

同时,刚才也说了有很多新能源和熔盐耦合的场景。西安热工院在这一块，通过过去七八年左右的时间，从熔盐选型到材料研发、设备开发、系统集成到最后控制系统的研发，都做了很多工作，我们也力争打造大规模、低成本的熔盐储能科技高地。也希望在场的厂家、技术大牛、高校可以跟我们一块合作，共同一块推进熔盐储热技术的不断进步。