近日,在2025第六届中国储热大会上,东方电气集团 东方锅炉 股份有限公司(以下简称“ 东方锅炉 ”)光热和综合能源事业部系统集成部部长李有霞出席会议并作《熔盐储热在火电及园区领域的应用与实践》主题报告,结合典型案例详细介绍了熔盐储热技术在火电、园区、压缩空气储能、光热发电等领域的系统解决方案并分享了 东方锅炉 所取得的实践经验。
图:李有霞
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熔盐储能技术发展现状
熔盐储热技术的产业化发展始于Solar Two项目;2016年,中国启动并成功建设的第一批光热示范项目让熔盐储能技术获得广泛认可,并逐步向多领域拓展;2021年,国信靖江熔盐储能与燃煤机组耦合调峰项目顺利实施,标志着技术在传统能源改造领域实现突破。国能宿州1000MWh熔盐储能项目投运,标志熔盐储能在煤电领域规模化应用达到新高度。
随着不断发展成熟,目前熔盐储热技术已在电源侧、电网侧、用户侧形成规模化应用格局:
电源侧:华能魏家峁、济宁华源、西安热工院、国能龙山、国能宿州等熔盐储能与燃煤机组耦合项目相继投运,单个项目配储容量也实现从百兆瓦时级向千兆瓦时级突破,同时实现与压缩空气储能的耦合应用。
电网侧:龙源格尔木50兆瓦熔盐储能项目以共享储能模式推进,助力电网灵活调节。
用户侧:应用场景持续丰富,涵盖绍兴绿电储电发电供气、中石油项目、桐乡等储能发电供汽项目。
行业不断发展壮大,也离不开国家相关主管部门发布的一系列政策支持,主要体现在三方面:
一是国家对光热产业的大力扶持,带动作为光热电站核心环节的熔盐储能技术实现了快速发展;
二是明确熔盐储能技术的功能定位,加大对相关技术与设备研发的专项支持;
三是鼓励熔盐储热技术在发电、供热等多领域的商业化应用,推动技术落地与规模化发展。
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熔盐储热技术在火电领域的应用
李有霞以宿州熔盐储热耦合煤电灵活性改造工程为例说明熔盐储热技术在火电领域的应用。
项目配合阶段, 东方锅炉 针对典型周期内的电热负荷需求,以锅炉汽机安全运行为边界,通过可行性、高效性与经济性的多维度比较,最终形成了热电联产机组耦合熔盐储能系统的优化储放热方案,为项目落地奠定坚实基础。
在熔盐储热系统设计上,一方面,针对蒸汽加热熔盐过程中的夹点限制问题, 东方锅炉 创新性地采用蒸汽分流技术:通过减小蒸汽凝结流量,既有效拓展熔盐温度上限,又兼顾锅炉运行安全性。
另一方面,针对蒸发过程中低压蒸汽供应场景下熔盐温度下限难降低的问题, 东方锅炉 开发回流式高效稳定蒸发技术:通过加大预热器出口工质流量并回流部分工质,在降低低温熔盐温度的同时,确保预热器入口温度高于熔盐凝固点。
最终形成了GW级能量匹配梯级利用,实现供热机组“压低谷,顶尖峰”双向调峰大流量供汽的熔盐耦合燃煤机组方案。
李有霞表示, 东方锅炉 还同步开发了多物性熔盐储热蒸汽熔盐换热计算软件,可快速输出各类蒸汽参数对熔盐储热温度、流量的影响数据,为方案快速响应提供技术支撑。
在设备方面, 东方锅炉 利用蒸汽相变换热开发了蒸汽过冷冷凝和过冷换热器,深度耦合熔盐与机组热力系统,提升储热能力;针对大规模熔盐储罐,开展设计优化和安全运行仿真评估,为后续设计与施工运行提供科学指导。
随着新一代煤电升级专项行动实施方案出台,煤电对宽负荷、快启停的要求日益提高。东方依托高效煤电丰富的设计与运行经验,研发出汽机低负荷运行技术,搭配熔盐储能系统,实现机组零出力与6%负荷的快速深调。研发过程中, 东方锅炉 完成了多项关键验证工作:如储热技术路线(电加热、蒸汽加热、电与蒸汽耦合加热)的筛选,蒸汽取放路径的确定,以及熔盐蒸汽发生系统补气产气控制策略的优化。
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熔盐储热技术在园区领域的应用
▌桐乡智慧低碳供能示范项目——谷电加热模式
该项目采用75MW电加热系统+343MWh储热系统,谷电加热12小时,可实现连续24小时供气。其收益模式为售汽收益与调峰售电收益,年均吸纳谷电、弃电量合计约为2.8亿千瓦时,提供峰电2600万千瓦时,供应蒸汽量为31万吨。
李有霞表示,对于这类与电网连接、采用谷电的项目而言,容量费与谷电电价直接决定了项目运行经济性。
▌离网绿电项目
该类项目收益模式为绿电售汽,可消纳光伏电,通过熔盐储热技术实现绿电制蒸汽直供化工园区。
李有霞表示,这类离网项目突破了电网电价与容量费的限制,可操作性更强。
基于日益增长的绿电直供储热技术应用需求, 东方锅炉 针对性开发了“绿电直供-电网-熔盐储能”综合能源系统前期设计优化平台,具备参数校验、经济性优化、设备选型、多周期调度以及全链耦合功能。
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熔盐储热技术在其他场景的应用
▌压缩空气储能领域
基于压缩空气储能的特点与技术路线, 东方锅炉 开发了适配不同换热工质、温区及压损要求的高效率、低压损换热设备,可根据项目需求灵活选择换热器形式。目前已在酒泉、苏尼特左旗、乌兰浩特等压储项目中累计完成近70台换热器的供货,业绩成熟且稳定。
▌光热发电
东方锅炉 自2010年起深耕光热发电赛道,积累了丰富的项目经验,已实现前端聚光集热至储换热环节的全链条设计与供货能力,成功参建中能建哈密50兆瓦塔式光热发电项目(已投运)、 阿克塞汇东新能源有限公司 75万千瓦光热+示范项目(已投运)、中电建青海共和100万千瓦光伏光热项目(在建)、西藏开投安多县土硕100MW光热+800MW光伏一体化项目(在建)、重能新疆天山北麓新能源基地项目100MW光热发电工程(在建)等一批典型项目。
除传统光热发电应用外, 东方锅炉 还推动光热技术与燃煤机组创新耦合,建成的国金1MWth塔式太阳能光热与350MWCFB燃煤机组联合循环示范项目是国内首个实现塔式光热与燃煤机组工程化验证的案例。