上海电气仇秋玲:双碳目标驱动下的熔盐储热技术创新及应用
发布者:xylona | 0评论 | 243查看 | 2025-12-05 09:14:21    

在2025第六届中国储热大会上,上海电气集团中央研究院(以下简称“上海电气”)高级主管工程师仇秋玲出席会议并作《双碳目标驱动下的熔盐储热技术创新及应用》主题演讲,详细介绍了上海电气在新型熔盐材料、新型储能装备与系统集成三方面的研发成果及示范应用。



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图:仇秋玲


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研发进展概况


从战略需求角度看,通过《2030年前碳达峰行动方案》《“十四五”现代能源体系规划》《新型储能制造业高质量发展行动方案》等一系列政策的发布,国家已将熔盐储能明确列为重点支持的长时储能技术。在此背景下,该技术已在火电调峰、工业余热利用及清洁供热三大领域实现规模化发展。


其中,我国工业蒸汽市场需求巨大,年消耗量超17.7亿GJ(折合标煤6000万吨),因此清洁供热需求十分迫切。而熔盐储能技术以“低投资、低运行成本、低能耗、低碳排”的突出优势,成为破解巨大工业蒸汽市场清洁替代难题的新选择。


然而,熔盐储能技术在储热材料、储换热装备及系统集成等方面仍存在诸多瓶颈,如储能密度低、投资成本高、熔盐泄漏等安全风险,亟需通过技术创新突破这些障碍。基于此,上海电气聚焦“熔盐材料开发、新型储能装备研发、系统集成优化”三大方向,开展针对性攻关。


仇秋玲表示,早在2015年上海电气中央研究院便开展系统开发与测试平台搭建,成功研发出源于光热领域的双罐熔盐储热系统;2017-2019年聚焦新型储能装备开发与性能验证,推出熔盐储换热一体式功能装备,并完成多项核心指标认证;2020-2025年进入全方位技术迭代期,产品得到市场化推广应用。


截至目前,上海电气中央研究院已累计申请专利60余项,其中发明专利17项。经科技查新与专家评审认定,其整体技术达到国内领先水平,部分指标达国际先进水平。


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三大核心成果及应用实践


据仇秋玲介绍,聚焦长时储能与中高温储热需求,上海电气中央研究院突破“材料一装备一系统”全链条核心关键技术,形成三大成果:一是开发出新型低熔点与高上限熔盐材料;二是推出模块化、低成本的新型储能装备;三是将装备与热泵耦合,研发出多能融合的蒸汽供应系统。


▌熔盐材料一新型复合熔盐储热材料开发


针对当前熔盐成本高、储能密度低的痛点,上海电气中央研究院通过熔盐体系筛选、性能优化及测试评估,成功开发两类核心材料:


(1)低熔点熔盐储热材料:熔点<110℃,使用温度范围Δt≥350℃,储能密度>450kJ/kg。


(2)高上限熔盐储热材料:上限使用温度Ts>620℃,使用温度范围Δt≥300℃,储热密度>350kJ/kg。


为推动材料工程化应用,上海电气中央研究院对新型低熔点熔盐材料开展了工业级/熔盐级复合材料热物性、稳定性和腐蚀性研究,并在单双罐中试平台完成制备工艺、充放热性能等多维度验证测试,最终形成新型复合熔盐工程化应用解决方案。


仇秋玲表示,上述新型低熔点熔盐材料已成功应用于冷热联供示范项目。该项目于去年建成,储热量800kWh,储热时长8h,用热时长4h,供汽参数0.6MPa、170℃、0.1~0.3t/h,使用新型熔盐9.7t。经过半年多稳定运行,各项指标表现优异:日均产气量较三元盐提升20%以上,关键性能指标无衰减,充分证明了新型熔盐材料的工程可靠性与应用潜力。



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图:示范项目(左)测试结果(右)


▌新型储能装备—熔盐储换热一体式供能装备


双罐熔盐储热系统适用于光热发电、火电调峰等大规模场景,在中小规模工业供热领域却存在造价高、耗电大的问题。为此,上海电气中央研究院自主研发出熔盐储换热一体式供能装备。


该装备通过储热与放热的高度集成,取消了熔盐泵及伴热系统,投资成本下降40%,占地减少30%,自耗电降低90%以上。目前产品已完成2.0的迭代升级——借助创新性非稳态传热数值模拟及先进数字化孪生技术,对电加热结构与本体结构全面优化,使得储能密度较1.0版本提升22.8%,达到383kJ/kg,充热性能提升26.5%,实现性能全方位跨越。



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▌系统集成—熔盐储热耦合高温热泵绿色蒸汽供应技术


上海电气中央研究院构建了多能量融合及梯级存储的系统解决方案,其核心原理如下:



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夜间谷电时段,一方面驱动热泵加热冷水,将高温热水储存于高温水模块;另一方面用电加热熔盐,将热能储存于一体式模块;白天用户用能时,高温水模块的热水经一体式模块换热,产生满足需求的高温蒸汽。


仇秋玲表示,与热泵耦合后,系统性能显著提升,单位蒸汽电耗下降12%,系统折算效率达到102%,整体性能指标处于国内领先水平。同时,系统搭建了能碳智慧管家平台,采用双环三模型滚动优化机制,可实时感知用户用能边界条件,智能调度储能与供能装备,实现运维的智能化与高效化。


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▌应用实践


目前,上述三大技术成果已在多个行业落地应用,累计装机达22 MWh,关键项目进展如下:


2022年,在东北完成首台3.4MWh熔盐储热供蒸汽示范项目,验证集成系统用户侧适应性和供汽稳定性。


2023年,在江苏南通落地4.5MWh静态熔盐储换热一体式蒸汽发生系统,实现初代产品商业化应用,系统升级后实现0~150%负荷下稳定运行的变工况运行能力。


2024年,应用首台3.4MWh静态熔盐储热V2.0产品,验证数值仿真及性能优化成果。


同年,建成国内首台10.8MWh熔盐储热耦合热泵商业化应用项目。该项目为服装行业标杆项目,试运行两个多月以来(截至演讲时),各项指标均达到甚至远超合同要求:每日可供应13吨以上高温蒸汽,每年能源成本降低38%,碳减排量达1000多吨,增加新能源消纳电量315万kWh,赢得用户一致好评。


仇秋玲表示,未来上海电气将继续深耕聚焦材料、装备与系统集成三大方向,提升新型熔盐材料的品质与储能装备的性能,推动熔盐储能与多场景耦合集成,实现规模化、智能化应用,为“双碳”目标贡献更多技术力量。

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