一、原理

高溫（wēn）熔鹽相變儲能技術，屬於熱儲能（néng）（又稱為儲（chǔ）熱（rè）），采用高熔點、低腐蝕性、化學性質穩定的無機混合鹽作為儲能介質，將混合鹽分散灌裝（zhuāng）在一個個密閉的金屬熔鹽盒內，組成（chéng）儲能體單（dān）元，根據儲能規模，確（què）定（dìng）熔鹽盒的數量，將所需數量的熔鹽盒整齊堆砌在（zài）底部預先鋪設好耐高溫絕熱保溫材料的底板上，四周及頂部用耐高溫絕熱保溫材料（liào）包覆（fù），組成一座熔鹽堆。

在每個熔鹽盒（hé）的下麵放置了電加熱（rè）元件，用於加熱熔（róng）鹽盒內的混合鹽，使固態混合（hé）鹽逐（zhú）漸融化為液態（固（gù）—液相變），將電能轉換為熱能儲存在熔（róng）鹽堆中，當混合鹽全部融化後，加熱（儲能）過（guò）程結束。

在（zài）熔鹽（yán）盒之間的間隙中，設（shè）置了（le）金屬換熱管，當需（xū）要釋放熔鹽堆中所儲存的熱能時，將經過處理的水通入換熱（rè）管內，水（shuǐ）在（zài）換熱管內吸收熔（róng）鹽堆中的熱能，汽化（huà）產生蒸汽，供（gòng）用汽設備使用，或驅（qū）動汽輪機組（zǔ）發電。也可以向換熱管內通入其他（tā）流體工（gōng）質（zhì）（液體或氣體），將（jiāng）流體工質加熱到要求的溫度，供後續（xù）設備使用。

儲存了熱（rè）能的熔鹽（yán）堆，在放熱過程中，熔鹽盒內的混合鹽將由液態逐（zhú）漸冷卻凝固為固態（液—固相變），當（dāng）混合（hé）鹽全部凝固後，放熱（釋能）過程結束，等待下（xià）一個加熱（rè）過程。

二、優（yōu）點

高溫熔鹽相變儲能技術，具有（yǒu）如下優點：

1、混合鹽分散灌裝在一個個密閉的金屬熔鹽盒內，組成儲能體單（dān）元，不需要造價昂貴的大型（xíng）熱鹽罐和冷鹽罐。在加熱和放熱過程中，混合鹽在熔鹽盒內發生固—液（或液—固）相變（biàn），沒有外部（bù）熔鹽管道，所以不需要耐（nài）高溫的熔鹽泵及閥門。

2 、高溫熔鹽固液相變潛熱大，儲能（néng）密（mì）度高，不存在爆炸危險，所以熔鹽堆（duī）的（de）儲能容量可（kě）以很大，可用於大規（guī）模儲能。

3、混合鹽的固—液相變溫（wēn）度高，而且溫度（dù）範（fàn）圍寬，在650℃～850℃範圍內，都可以選擇到合適配比的混（hún）合鹽，作為儲能介質。當用熔鹽堆加熱水產生蒸汽時，所產生蒸汽的壓力可以從低壓到高壓，供各種壓力等級的工業（yè）用汽設備（bèi）使用，而且高溫儲能，可以產生超（chāo）臨界蒸汽，供超臨（lín）界汽輪（lún）機組用（yòng）於發電。

4、儲能介質所用的（de）無機混合鹽，選用的是環境友（yǒu）好、沒有危害的普通工（gōng）業鹽，經曆（lì）任（rèn）意次融化∕凝固的（de）相變過程也不會發生變質，使用壽命長（zhǎng），而且是（shì）國內大量生產的常（cháng）用品種，原料價格較低，也沒有環境使用限製。整（zhěng）座熔鹽堆，所用材料都是普通的工業材料。

5、高溫熔鹽的相變溫度相對恒（héng）定，不隨加（jiā）熱（rè）∕放熱（rè）過程變化，可以（yǐ）簡化儲能係統的流程和換熱部（bù）分（fèn）的結（jié）構。

三、應用場景（jǐng）

高溫熔（róng）鹽相變儲能技術，應用場景主要有：

1、用（yòng）於光伏、風電等可再生能源（yuán）的配套儲（chǔ）能設施，大（dà）量消納不穩（wěn）定輸出的電網無法全部接受的（de）棄（qì）光棄風電能，以及作為電網削峰（fēng）填穀的大規模儲能。

2、利用（yòng）儲存的熱能產（chǎn）生各種壓力等級的工業生（shēng）產（chǎn）用蒸汽。

3、將儲存的（de）熱（rè）能用於集中供暖的熱源。

4、油田稠油（yóu）、高凝油（yóu）開采注汽所需的高溫高壓（yā）大（dà）流量（liàng）蒸汽汽源。

5、用於從綠電到綠氫，為固體氧化物高溫電解製氫工藝（SOEC）提供＞700℃的超高溫水蒸汽（qì）。或者為高（gāo）溫固體氧化物（wù）燃料電池（SOFC）提供超高溫氣體的加（jiā）熱熱源。

6、為超（chāo）臨界（jiè）二氧（yǎng）化碳（S-CO2）布雷頓循環發電係統提供超高溫（wēn）氣體（tǐ）的（de）循環加（jiā）熱熱源。

7、為（wéi）我國大批年輕的中小型煤電機組（zǔ），為了（le）服從雙碳目標而（ér）需要（yào）逐步退出運行的裝機，指出一條煥發新生的出路：用一座大型熔鹽（yán）堆取代燃煤鍋爐，將煤電機組改造為儲（chǔ）能（néng）調峰機組，充分利用（yòng）電廠（chǎng）原有的汽輪發電機、輸電設施、水處理裝置等資產（chǎn），以及原有的機構和人員，繼續為電力係統服務，並（bìng）且在為（wéi）電網削峰填穀運行的時候，還可以為電網提供（gòng）充足的轉動慣量（liàng），提高電網的供電品質。

8、為不具備“核蓄（xù）一體化”建設條件的核（hé）電站，提供配套的低比例（lì）調峰儲能電站，降低核電機（jī）組的調峰深度，保障核電運行安全，並可以作為核電站的獨立應（yīng）急保障電源（yuán）。

四、主要技術參數

以相變溫度為750℃的混合（hé）鹽為例：

相變潛熱：560 kJ∕kg

液態混合鹽密（mì）度：ρ＝1700 kg∕m3

每噸混合鹽相變的（de）儲能量：156kW·h

每（měi）噸混合鹽相（xiàng）變儲能可產生中壓飽和蒸汽：205kg

作者：揚州大學揚州（zhōu）碳中和技術創新（xīn）研究中心 倪永良、董旭