中國儲能網(wǎng)訊：3月23日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構(gòu)共同支持的第十五屆儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES2025”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?yīng)用。
在3月24日下午的儲熱與長時儲能專場中，西安熱工研究院鍋爐部電熱所所長、正高級工程師周科作了題為《新型熔鹽儲熱技術(shù)研究與進展》的主旨演講。
以下內(nèi)容根據(jù)大會發(fā)言整理提煉，僅供參考。
周科
尊敬的各位同行、各位朋友：
大家下午好！非常榮幸給大家分享一下西安熱工研究院這幾年在熔鹽儲能方面做的工作，我的匯報主要分為以下幾個方面：前面主要給大家綜述一下熔鹽儲能技術(shù)，后面介紹一下我們現(xiàn)在已經(jīng)完工，以及在建的幾個熔鹽儲能的項目。
一、新型儲能及新型熔鹽儲能技術(shù)
新型儲能在構(gòu)建新型能源體系戰(zhàn)略中占有重要的地位，包括削峰填谷、調(diào)峰調(diào)頻、電壓和頻率的調(diào)節(jié)、減少化石能源消耗等等。
截止2024年，新型儲能現(xiàn)在的整體裝機規(guī)模已經(jīng)達到73.76GW，尤其是2024年相對于2023年，規(guī)模同比增加了130%，雖然熔鹽儲能在新型儲能里面的總體占比相對比較小，但是它有特殊受眾，也就是工業(yè)供氣的場景，所以這幾年熔鹽儲能也迎來了快速的增長。
熔鹽儲能的場景包括分布式太陽能熱電聯(lián)供、棄電棄風(fēng)光電的供熱、工業(yè)間歇性余熱回收、谷電熱電聯(lián)供調(diào)峰系統(tǒng)、熔鹽儲能電站、火電靈活性改造（目前用得比較多）。
二、火電耦合熔鹽儲能技術(shù)及發(fā)展
火電耦合熔鹽儲能技術(shù)路線包含供熱火電機組熱電解耦、純凝火電機組調(diào)峰/調(diào)頻、退役機組改造。
歸結(jié)起來它還是一個以熔鹽儲能為介質(zhì)，電-熱之間相互轉(zhuǎn)換的一個過程。不同的轉(zhuǎn)換路徑?jīng)Q定了不同的技術(shù)方案，也決定了不同的投入。
火電耦合熔鹽儲能電蓄熱現(xiàn)在用得相對比較多，它的調(diào)節(jié)過程簡單快速，也不影響機組的熱平衡，改造起來相對簡單，系統(tǒng)簡單，運行也比較簡單，唯一的缺點可能是效率偏低一些。
還有是前面西子潔能介紹過的蒸汽儲熱，蒸汽儲熱又分為顯熱儲熱、潛熱儲熱。顯熱儲熱利用了部分蒸汽的熱量，它的系統(tǒng)相對復(fù)雜一些，因為它本身跟自己的熱力系統(tǒng)相耦合，存在能源損失，所以它的顯熱儲熱效率跟后面潛熱儲熱的效率相比低一些。
這是潛熱儲熱，潛熱儲熱是充分利用了蒸汽的潛熱，它的效率比較高，但是它的投資也相對高一些；應(yīng)用場景受限，因為它跟機組的關(guān)聯(lián)性比較高，它冷凝成水以后還要回到熱力系統(tǒng)，耦合起來相對比較復(fù)雜。
熔鹽儲能的運營模式，其實現(xiàn)在各地的政策差異性比較大，我們要靈活地根據(jù)電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)的政策，制定針對性的儲能方式，通過它的儲放過程，跟我們的機組、電網(wǎng)相耦合起來。
我們這里提了幾個案例，就是火電耦合熔鹽儲能的收益情況，這里列舉了山東180MWh熔鹽儲能項目。因為山東有電力現(xiàn)貨，每年大概有一千多個小時的零電價以下甚至負電價。
前段時間我去甘肅，甘肅出現(xiàn)了大概一兩千個小時，包括東北那邊電力現(xiàn)貨逐步實施以后，零電價、負電價也比較多，當(dāng)然有一些地方可能有些中長協(xié)議之類的?？傮w來說，現(xiàn)在峰谷差距越來越大。山東德州的180MWh的項目，我們采取了電驅(qū)熱以后，各種收益加起來一年大概是2700多萬。
這是江蘇配的240MWh的熔鹽儲能項目，主要收益還是它的調(diào)峰、調(diào)頻，包括工業(yè)供汽收益，它這里也是選的熔鹽電蓄熱。因為電蓄熱的調(diào)頻能力還是非常強的，不管是一次調(diào)頻還是二次調(diào)頻，這一塊的收益都非常好，能夠達到兩千多萬。
還有是針對沒有工業(yè)用汽的機組，比如河北南網(wǎng)的機組主要是采暖，而且它沒有工業(yè)供汽，所以它最后選擇熔鹽蒸汽蓄熱，而且采取的是蒸汽中的顯熱蓄熱，它的年收益比工業(yè)供汽少一些，大概是一千五百多萬。
前面講的幾個儲能規(guī)模差的不多，180MW/240MWh，收益是根據(jù)自身機組的特點包括它的應(yīng)用場景，它的收益也不太一樣。
對于我們用熔鹽來做火電靈活性改造來講，我覺得還是需要一廠一策，根據(jù)自己的情況進行經(jīng)濟性的核算，包括我們先預(yù)估我們的儲熱容量，再進行經(jīng)濟性的核算，再進行投資回收期的分析，最終進行后續(xù)的可研、改造工作。
從政策來看，2024年國家發(fā)改委、能源局就在文件里面，《關(guān)于建立健全電力輔助服務(wù)市場價格機制的通知》里面就提到了，從各地電網(wǎng)也基本反映出現(xiàn)在的調(diào)峰補貼政策慢慢降低，但電力現(xiàn)貨市場就逐漸起來了。我覺得電力現(xiàn)貨市場起來以后，對我們的儲能還是利好的，因為從目前來看，現(xiàn)在電力現(xiàn)貨有高有低，而且峰谷差比較大的地方正好是我們儲能產(chǎn)業(yè)，尤其是儲熱大有可為的地方。
三、典型熔鹽儲能系統(tǒng)及模塊式新技術(shù)
傳統(tǒng)的熔鹽儲能技術(shù)包含單罐式、雙罐式。單罐式主要用于小型的小規(guī)模的儲能場景，雙罐主要用在光熱上，這個用了一二十年。還有就是我們近幾年開發(fā)的模塊化的熔鹽儲熱系統(tǒng)，它像電磁一樣的，以模塊化的形式來呈現(xiàn)出來。
典型的雙罐式技術(shù)，剛才已經(jīng)說了有近20年的工程應(yīng)用經(jīng)驗，技術(shù)成熟度非常高，穩(wěn)定性非常好，熱工研在罐這邊也做了很多工作，我后面會簡單說我們的案例。它的幾個核心的設(shè)備，包括長桿熔鹽泵、SGS、熔鹽儲罐，這幾個是它的核心設(shè)備。
模塊化的技術(shù)是熱工院和我們的合作伙伴近幾年一塊開發(fā)的專利技術(shù)，尤其在中小規(guī)模的場景下，它的占地、投資優(yōu)勢非常明顯。這項技術(shù)在去年2月份的時候被鑒定為國際領(lǐng)先水平。
這是模塊化的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，每個模塊為一個因子，一列模塊叫一個單元，單元內(nèi)部是串聯(lián)連接，單元和單元之間是并聯(lián)連接。通過串并聯(lián)的結(jié)合，實現(xiàn)了我們的規(guī)?；痛笕萘?。
這是它的簡單的適宜圖，包括電蓄熱和蒸汽蓄熱，流程相對比較簡單，相當(dāng)于一個直流鍋爐。
這是它的核心特點，包括：1.核心設(shè)備高可靠性。前面講了雙罐里面熔鹽泵是一個易損件，我們這個模塊化里面是沒有長短泵，用的是短桿泵；
2.蓄熱/放熱一體化。因為它儲放熱的換熱器是內(nèi)置的，所以儲放熱以后大量的電伴熱、疏鹽、熔鹽閥門就減少很多，所以它的系統(tǒng)風(fēng)險點也有所減少；
3.多單元并聯(lián)系統(tǒng)布置。它采取串并聯(lián)的方式，靈活性就更好了，如果一個單元出現(xiàn)問題，我們直接把它解列；
4.電、蒸汽蓄熱集成布置，獨立運行。它可以實現(xiàn)電熱綜合布置，可以一部分電、一部分蒸汽，運行靈活性比較強；
5.液固兩相儲熱介質(zhì)。我們這里面采取了液固兩相儲熱介質(zhì)，減少了熔鹽量的使用，降低了成本。同時熔鹽量少了之后也實現(xiàn)了本質(zhì)的安全；
6.熔鹽安全可逆凝固。熔鹽在里面，因為它的換熱器是內(nèi)置的，所以熔鹽是可以凝固的，這樣的話我們就不需要熔鹽電加熱器，它的能效也會得到提升；
7.系統(tǒng)可擴展。因為模塊化的話，相對擴展起來還是比較容易的；
8.節(jié)省投資。剛才我說了在中小規(guī)模的儲熱容量下，它還是具有一定的優(yōu)勢，大概可以減少投資10%左右；
9.綜合優(yōu)勢，包括模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，吊裝也比較方便，安裝效率比較高。
四、新型熔鹽儲能技術(shù)示范項目
示范工程概況1：江蘇國信靖江電廠
這是全球首個以煤電耦合的熔鹽儲熱項目。這是熱工院節(jié)能中心2022年12月份投運的，它主要用的是電蓄熱，解決調(diào)峰和調(diào)頻的問題，爬坡速率大于3%，這一塊的收益尤其是AGC的收益比較好。
示范工程概況2：北方魏家峁廠
這是國內(nèi)首個蒸汽蓄熱的項目，雖然龍山是首臺（套），但第一個用蒸汽蓄熱的還是魏家峁，既是國內(nèi)首個蒸汽蓄熱的項目，也是第一個模塊化的工業(yè)應(yīng)用項目，2023年5月15日建成。因為我們是一個科技項目，里面攻克了低溫四元熔鹽、液固兩相蓄熱、儲放熱一體化蒸汽、熔鹽-給水換熱、高效承壓熱水儲熱等一系列的技術(shù)和裝備。
這是我們的魏家峁工藝流程圖，包含它怎么取熱、怎么釋熱、怎么回?zé)?，基本上都是跟它的凝結(jié)水系統(tǒng)相耦合的。這是魏家峁項目實現(xiàn)的調(diào)峰調(diào)頻能力的提升，調(diào)峰能力從40%降到25%，相當(dāng)于增加了15%的調(diào)峰能力；AGC響應(yīng)速率提升了0.5%。這是我們的一些運行畫面，因為是模塊化的，所以每個單元都是一個獨立的系統(tǒng)，可以看到它的運行非常靈活，操作起來也比較方便，獨立運行是它非常重要的一個特點。這是魏家峁項目最后考核的第三方鑒定的實驗報告。
示范工程概況3：華能山東德州電廠
這是300MW/180MWh德州項目，項目的調(diào)峰容量增加18萬，供汽能力80t/h，AGC響應(yīng)速率提升1.3左右。項目總投資八千萬左右，投資回收期大概3.6年，主要應(yīng)用了山東地區(qū)的負電價的政策，我本來跟電網(wǎng)供電，可能要給電網(wǎng)錢，現(xiàn)在我把不要錢的這部分電儲起來之后拿工業(yè)供汽，所以里外的賬相對比較好算。
德州這個項目采取了模塊化的熔鹽儲熱，它的一個特點是占地面積比較小。從這個圖里面可以看出熔鹽儲熱模塊就在圖的最右側(cè)的一個小方塊，其實它用的是機組跟前的一個綠化帶，項目總體占地面積才600平方米，所以對于很多城市電廠是非常友好的。如果是雙罐的話，根本布置不下，所以這也是模塊化一個比較大的特點。
德州項目也是我們國內(nèi)首次采取從發(fā)電機出口母線直接梯接一個儲能變的案例。
示范工程概況4：濟寧華源電廠
這是一個雙罐的項目，是我們節(jié)能中心承擔(dān)的。這個項目既有電又有蒸汽，50MW/100MWh，首個汽電融合的聯(lián)合蓄熱的項目。
示范工程概況5：華能海門電廠
前段時間我們節(jié)能中心在海門也開了一個推介會，這是60MW/120MWh，是首臺百萬機組耦合熔鹽儲熱的示范項目，也是采取雙罐、電蓄熱，主要還是解決火電機組調(diào)峰調(diào)頻的問題。
五、新型熔鹽儲能再建項目簡介
項目1：山東安潤能源熔鹽儲能中心
這是魏橋下屬公司的2000兆瓦時的項目，也是目前全球最大的新能源電蓄熱項目，采取了雙罐熔鹽儲熱方式，這里面用的是300MW低壓和200MW高壓，這是600伏高壓這塊用得最多的、高壓最大的。這個項目納入了山東省2025綠色低碳高質(zhì)量發(fā)展的一個重點項目。
雙罐電蓄熱項目現(xiàn)在用得比較多，因為這個項目主要是消納綠電。目前很多要上新能源，上網(wǎng)的比較困難，很多地方不給新能源上網(wǎng)。一旦新能源上不了網(wǎng)，就要想到新能源的消納問題。魏橋是一個孤網(wǎng)，所以它上了很多新能源，我們上的熔鹽項目主要是消納它光伏這一塊的，這個只是魏橋其中的一期，可能后面魏橋還規(guī)劃更多的熔鹽儲能項目。因為魏橋作為高耗能的企業(yè)，它做綠色低碳轉(zhuǎn)型也是迫在眉睫的。
項目2：達拉特旗增量配電網(wǎng)熔鹽儲能站
這是跟新能源耦合項目，這是華能系統(tǒng)內(nèi)部達拉特旗工業(yè)園區(qū)的項目，是61MWx4h 244MWht，也是用綠電、光伏產(chǎn)生了棄電，用了熔鹽儲熱產(chǎn)生汽，然后供工業(yè)園區(qū)使用。產(chǎn)汽量11噸，量比較小，但是24小時不間斷使用。
六、總結(jié)與展望
熔鹽儲能用于熱電解耦供熱、調(diào)頻、調(diào)峰，以及取代未來燃煤鍋爐耦合新能源，實現(xiàn)中長期、大規(guī)模儲能，是一項非常有前途的儲能技術(shù)，是徹底解決火電機組運行靈活性的“最后一公里”。
同時,剛才也說了有很多新能源和熔鹽耦合的場景。西安熱工院在這一塊，通過過去七八年左右的時間，從熔鹽選型到材料研發(fā)、設(shè)備開發(fā)、系統(tǒng)集成到最后控制系統(tǒng)的研發(fā)，都做了很多工作，我們也力爭打造大規(guī)模、低成本的熔鹽儲能科技高地。也希望在場的廠家、技術(shù)大牛、高?？梢愿覀円粔K合作，共同一塊推進熔鹽儲熱技術(shù)的不斷進步。
