【专题报告】熔盐储热技术分类及典型项目

11月30日14:30-15:30，索比储能网特邀哈锅新技术研究所研发室室主任殷亚宁，对熔盐储热调峰技术应用现状进行直播介绍，并与温伯格科技有限公司首席顾问一同探讨熔盐储热行业。请大家关注索比咨询微信公众号( solarbedata2020)报名参加。

1. 1.什么是熔盐储热

熔盐储热是一种显热储热技术，利用材料在升温或降温过程中的温差而实现热能存储，有别于相变储热，在整个工作温度范围内，储热材料始终保持液态。

熔盐(Moltensalt)是盐类熔化后形成的熔融体。熔盐是金属阳离子和非金属阴离子所组成的熔融体。能构成熔盐的阳离子有80余种，阴离子有30余种，组合成的熔盐可达2400余种。熔盐具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特点，例如碱金属、碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐的熔融体。是一种优良的传热储热介质。

1.1.1.熔盐储热技术分类

表1-1熔盐储热技术分类

来源：国际能源网，中国科学院工程热物理研究所，CNESA

1.1.2.熔盐储热原理

熔盐储能分为蓄热与放热两个工作过程。

蓄热过程：采用智能互补系统将风电、光伏、夜间低谷电、工业废热作为加热熔盐的能源，通过加热熔盐存储可再生能源或低谷电能。

放热过程：在换热系统中高温熔盐与水换热，产生水蒸汽，驱动涡轮机工作，对外发电。

熔盐储能系统常与光伏、风电、核能等系统相耦合。

图1-1熔盐储能电站系统示意图

来源：《电化学储能与熔盐光热储能初步对比分析 》

带有蓄热装置的光热发电系统在白天把一部分太阳能转化成热能储存在蓄热系统中，在傍晚之后或者电网需要调峰的时候用于发电以满足电网的要求，可以保证电力输出更加平稳和可靠，可作为新能源基地的支撑电源。

图1-2丹麦MOSS(MoltenSaltEnergyStorage)熔盐储能系统

来源：知乎

1.2.熔盐储热典型应用场景

1.2.1.光热发电

熔盐储热技术应用于光热电站其特点是将储热和传热介质合为一体，简化整个电站设备组成，有利于后期的运维。同时可以提高太阳能的利用效率，减少功率波动，提高电力系统灵活性;促进电网平稳性输出，缓解新能源电力发展过程中的限电问题。

1.2.2.清洁供热

可以将弃风/弃光电、低谷电等电能储存起来，在需要的时候释放，减少用户用能成本;提高整个系统的能源利用率;可实现削峰填谷，平滑光电、风电的输出功率，提升新能源发电的消纳能力;为食品加工、纺织等企业提供稳定持续的蒸汽、热风等高品质热源。

表1-2几种清洁供热技术对比

熔盐储热系统产生蒸汽的运行成本与谷电价格成正比，电价为0.1~0.35元/kWh时成本为75~265元/t，与燃气锅炉和电锅炉相比具有很好的经济效益。

1.2.3.移动储热供热

无管路热损失，热能利用率高;可实现废余热高效回收利用，节能减排双收益;无需管道铺设，投资少、运行成本低;设备运行灵活，操作安全简单;可实现供热管网辐射不到的企业或工厂。据悉，目前上海电气也已开发出相关产品。

图1-3上海电气移动热储供热

来源：上海电气

1.2.4.火电灵活性改造

减小供热机组热负荷，或增大供热机组发电出力调节范围，提高电厂的运行灵活性;通过调峰给用户供热提高电厂的经济效益;突破供热对机组电负荷调节的限制，实现能量的梯级利用。

利用熔盐储热技术进行火电改造一般有两条技术路线，一种电加热熔盐，一种是蒸汽加热熔盐，电加热熔盐目前技术相对来说比较成熟，而采用蒸汽加热熔盐的研究不多，上海电气已联合相关单位开展相应的研究，目前已开发出适用于火电调峰场景下的双罐熔盐储热系统。

1.2.5.综合能源服务

通过不同类型的能源的互补耦合，为用户提供高效智能的多种能源供应，提高能源利用率;实现能源生产和环境治理的融合，减少污染物排放和降低企业用能成本;提高清洁能源的使用比例，优化能源结构。

1.3.熔盐储热项目建设条件

光照丰富

场址区大气透明度高，气候干燥少雨，日照时间长，太阳能资源丰富。选址区域的年太阳能直射辐射(DNI)量不宜低于1600kWh/(m2∙a)。

地势开阔

建设用地符合当地土地利用总体规划，场址宜地势开阔、平坦，无遮挡物。

地质稳定

非地质灾害多发区，地质构造稳定，无洪涝灾害。周围地形、特殊建筑物等，无遮挡太阳光。区域地形具有对雾气、烟雾等扩散、吹散的有利条件。

靠近电网

尽量靠近主干电网，以减少新增输电线路的投资。具有便利的交通运输条件和生产生活条件，场址征地费用低。

选择满足光热电站供水要求的场址。

1.4.熔盐储热典型项目

目前，光热储能电站度电成本仍然远高于光伏、风电等新能源，主要由于其成本隐含发电及储能两个部分;但正因其储发一体的优势，可在西北风光大基地中扮演调峰调频等作用：电力规划设计总院以目前新疆电网为例进行过模拟计算，若建设1GW~5GW不同规模的光热储能电站，可减少弃风弃光电量10%~38%。西北地区地理条件因限制，抽水蓄能、压缩空气储能较难应用;电化学储能由于其容量、充放电次数、工况环境等诸多限制因素亦难以大规模推广;光热储能或是最优解。

截至2020年2月，我国首批光热发电示范项目已并网7座，包括中广核德令哈50MW槽式光热电站、首航节能敦煌100MW熔盐塔式光热电站、青海中控德令哈50MW熔盐塔式光热电站等。根据中国电力新闻网，青海中控德令哈50MW塔式熔盐储能光热电站是国家首批太阳能热发电示范项目之一，配置7小时熔盐储能系统，电站设计年发电量1.46亿kWh，每年可满足8万余户家庭清洁用电，每年可节约标准煤4.6万吨，减排二氧化碳排放约12.1万吨。

表1-3中广核新能源青海德令哈光储热一体化项目配套光热装机400MW

资料来源：CSPPLAZA、CSPFocus光热发电资讯、开源证券研究所

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文章作者：索比分析师团队