熔盐是一种优良的传热储能介质。本系列报告上篇所述的光热发电系统中，熔盐 同时扮演了传热和储能介质。

　　硝酸盐具有工作温度区间广、储能密度高、无需高 压运行、黏度低流动性好、寿命长等优良特性，非常适合作为传热、储能介质。

　　目前熔盐储能技术已经广泛应用于太阳能光热发电系统等新能源系统，利用了硝 酸盐储能特性将太阳光热能转换为熔盐的内能来存储和发出能量，实现了能量在 时空上的迁移，满足可再生能源的电网调峰需求。

　　除了光热领域外，熔盐储能在 熔盐储能供暖、供蒸汽、火电机组灵活改造领域有竞争优势。本节将重点介绍熔 盐储能在火电灵活改造、工业蒸汽领域的应用。

　　火电机组灵活性改造方案目标是增加调峰深度、实现快速启停、加快爬坡能力， 其中重点是提高机组的深度调峰能力。

　　常规火电机组的路径包括锅炉侧系统改造 方案和汽机侧“热电解耦”方案。锅炉侧改造方案一般是围绕解决低负荷工况下， 锅炉不能稳定燃烧以及脱硝不能正常运行的问题；

　　汽机侧改造方案则是针对热电 联产机组，在供热季采用解耦或者削弱“以热定电”的运行方式，满足机组供热 要求的同时减少发电出力。

　　但常规灵活性改造也存在一些问题，例如低负荷运转 下主机效率降低、影响机组设备寿命、燃料系统控制的问题，而且热电联产机组 改造方案只适用于采暖期，有一定局限性。

　　加入高温熔盐储能系统，是火电机组灵活性改造的一种新型技术路线。火电锅炉 的低负荷运行是灵活运行的最大瓶颈，因此设置储热系统可以将锅炉产生的高温 蒸汽存储起来，削弱原本刚性的“炉机耦合”。

　　火电机组锅炉出口蒸汽温度在 540~560℃，与高温熔盐储热技术很好的匹配了温度参数，非常适合火电机组储 热。

　　火电常规机组的灵活性改造原理是，在火电机组“锅炉-汽机”热力系统中嵌 入一套外置的高温熔盐储热系统。

　　当火电机组向下调节出力时，启动储热模块， 锅炉产生的过热蒸汽和再热蒸汽通过储热功率模块对熔盐进行放热，低温罐中冷 熔盐升温后存储在储热罐中。

　　当火电机组需要出力时，高温熔盐罐中的高温熔盐 通过放热功率模块进行放热，产生的蒸汽回到汽轮机做工发电，释放热量后的熔 盐再次回到低温罐中存储。

　　火电灵活改造配置熔盐储热系统优势：1、理论综合效率高：根据李峻 2021 年 《基于高温熔盐储热的火电机组灵活性改造技术及其应用前景分析》中的估算。

　　火电熔盐储能系统理论综合效率为 76.2%，接近抽水蓄能机组，能源利用效率高 于热电联产机组、电锅炉调峰供热方案。

　　大幅度增加火电厂深度调峰能力： 汽机可以在 5%额定负荷下运行，如果加入电加热模块，可以实现机组零功率上 网。

　　储热时间长：灵活设置储热罐容量即可，可以实现单日 10h 以上储热能 力，可以通过扩大熔盐储热罐容量扩充储能时长。

　　储热参数高：熔盐储热温 度可以达到 500℃以上，蒸汽温度可以达到亚临界参数。使用寿命长、综合 效率高：使用寿命长达 30 年，平准化发电成本低。

　　熔盐储热的火电灵活改造技 术与现有的改造方案相比，具有能耗低、机组运行节能可靠等优点。通过熔盐放 热，可以拓宽机组负荷的调峰范围，提高机组运行的灵活性。

　　高温熔盐储热技术在火电机组有很强的适应性。第一，改造后的火电机组可以更 好的适应电力市场改革，获取更多辅助服务收益。

　　随着各地电力辅助服务市场政 策加快出台，采用高温熔盐储热技术改造的火电机组灵活性高、调节速度快，可 以适应深度调峰、启停调峰、旋转备用交易等辅助服务。

　　第二，电力现货市场交 易加快后，带有熔盐储能的火电机组可以大规模储热，存储谷电，在电价高的时 候释放热量获取高收益。

　　第三，大容量熔盐储能可以实现供蒸汽、供热。未改造 的热电联产火电机组仍然是热电耦合状态，具有季节使用局限性。

　　高温熔盐储热 技术可以拓展火电灵活机组的供热场景，创造额外供热、供蒸汽收益。第四，高 温熔盐储热技术可以参加退役火电机组延寿改造。

　　拆除机组煤炭、锅炉系统后， 可以保留汽轮机组，利用熔盐储能吸收新机组热量或消纳谷电，通过放热驱动汽 轮机发电，增加整体电站的尖峰发电出力能力。

　　与火电灵活改造类似，利用熔盐优良的储能特性，熔盐储能还可以用于谷电加热 （利用谷电将低温熔盐加热后存储至高温熔盐罐。

　　在白天用热用汽时段，利用高 温熔盐供暖供热）、余热回收（通过熔盐储热系统将钢铁生产的余热回收利用， 用于供暖供热、发电等）。

　　熔盐储能可在低谷时段消纳富余电能，尖、高峰时段对外供热、供蒸汽。新型熔 盐蓄热供热技术通过利用晚间谷电加热熔盐储能，加热后的高温熔盐储存到储罐中，白天放热，通过循环泵将高温熔盐抽出与换热器给水换热，实现供热需求。

　　利用该技术可以 24 小时为用户供热，有效转移了富余的低谷电力，提高了电网 稳定性和电能的使用率，也增加了供热安全保障和品质。和其他技术比，熔盐储 热的储能密度、占地面积、使用寿命来具有优势。

　　既适合北方高密集城市地区对 热水、蒸汽供应系统进行绿色改造，也适合工业地区工业蒸汽的生产应用。

　　我们梳理了目前国内已经投入运行的熔盐储热改造项目的情况，以北京两个供 热中心改造项目为例，在天然气价格上涨的背景下，利用谷电进行供热均能实现 比较好的经济性。

　　根据《熔盐蓄热供热技术研究与示范项目》（2021 年）中引用案例——北京热力 集团花家地供热服务中心，原本配置 9 台 14MW 燃气锅炉，非供暖季只启用一 台燃气锅炉，每天启停也造成能耗大、经济性差的问题。

　　因此公司投资 669 万元 （设备投资、不含税）建设了一套加热功率 2.1MW 的新型熔盐储热装置，该示 范项目满足了非冬季与燃气锅炉厂房联合，并在冬季可以进行应急供热的需求。

　　根据 2019 年数据实测，系统能量转换的效率达到 96.3%，通过熔盐加热生产的 热水电费成本 2.75 万元，折合热水共计 2512 吨，折算热水单吨电费成本 10.9 元，2019 年的热水供应价格为 35 元每吨，收益较好。

　　根据《熔盐储能供蒸汽技术的应用前景分析》(2022 年)中引用案例——北京一燃 气热力供热中心为北京西站供应蒸汽负荷项目为例，该项目采取了利用熔盐储代 替燃气锅炉进行替代。

　　该项目利用低谷电时间段，将低价格电能转换为热能存储， 白天时使用熔盐储能系统对外供应蒸汽。该项目获得了张家口及赤峰绿电进京指 标；采用低谷绿电作为热源，补贴后谷电价格为 0.15 元/kWh 。

　　根据该电价进行 核算，折算后的蒸汽运行成本为 105元/t，作为新能源储能消纳供蒸汽示范项目， 该运行成本仅为燃气运行成本（北京燃气价格 2.6 元/m3，蒸汽成本为 208 元/t） 的 50%左右，大大节省了运行费用。

　　根据西子洁能技术专家刘可亮在《利用绿电熔盐储能，助力零碳产业园的实践》 （2022 年）主题演讲中介绍的案例，西子洁能承接的绍兴绿电熔盐储能项目进 展迅速，零碳园区的商业模式开始推广。

　　西子洁能正在打造首个绿色零碳产业园 项目。该绿电熔盐储能示范项目位于浙江绍兴滨海工业园区（柯桥），园区内以 纺织印染行业为主。纺织印染行业是浙江的高能耗产业之一，低碳转型压力较大。

　　根据浙江省发展改革委《关于促进浙江省新能源高质量发展的实施意见（征求意 见稿）》提出：“不将绿色电力消费计入碳排放量核算，探索绿色电力消费抵扣一 定比例能耗”。

　　高能耗企业有动力在节能降碳找寻新的路径。绍兴绿电项目储能 时长达 10 小时，利用熔盐储能满足园区的用热及用电需求。

　　项目的主要参数包括，熔盐的使用量约 7500 吨，使用的是光热领域应用最多的 二元熔盐。蒸汽参数 3MPa，257℃；负责把电转化成热的电加热功率比较大， 约 150MW。

　　在背压的运行工况下，机组发电能力是 8MW；如果是纯凝，后面低 压发电能力是 17MW，加起来机组的顶峰能力为 25MW；年运行小时数是 8400 小时。

　　采用背压发电供热系统+纯凝顶峰系统，当电网有顶峰需求响应时，背压 机出口蒸汽停止对外供热，转而进入纯凝机进行全纯凝运行，实现对电网的需求 响应服务。

　　光热发电各个环节的核心部件包括：聚光系统包含反射镜、定日镜支架、跟踪驱 动装置；集热系统包含吸热器；储热系统包含熔融盐、熔盐储罐、熔盐泵、熔盐 阀、电伴热/加热器、保温材料等；

　　发电系统包括换热器、蒸汽发生器、汽轮机。 随着光热储能的规模增大及储能时间延长，定日镜（聚光）/熔融盐（储热）的用 量会相应增加。

　　首航高科是目前国内领先的、布局完整产业链的光热发电集成、设计、制造商。 首航高科具备完整的光热系统设计、生产、工程经验，包括了塔式、槽式、碟式 技术。

　　业务覆盖了光热发电核心环节：聚光系统、吸热器系统、换热系统、聚光 场跟踪系统、空冷系统等。首航高科敦煌 100MW 熔盐塔式电站是国家首批光热发电示范项目之一。

　　公司 在 2016 年进行了定增募集资金共计 46 亿元，其中 30.4 亿元投入首航敦煌 100MW 光热项目，其中设备投资 20.5 亿元。

　　首航敦煌 100MW 光热电站电量 产能有一个爬坡过程。2019-2021 年，公司所运营的光热电站年发合计电量为 8633 万度、1.29 亿度、1.94 亿度。

　　2022 年 6 月份的发电总量 3379 万度，创历 史新高，比去年同期增长 91.2%，单次连续不间断的发电时间 262 小时。二季 度的总发电量 8550 万度，随着系统越来越成熟，发电量还有继续提升空间。

　　第一，该项目由首航高科公司完全自主设计、投资和建设，拥有自主知识产权， 设备国产化率高。依托于投资建设的 10MW、100MW 的塔式熔盐光热发电项目。

　　公司积累了开发和建设经验，验证了自身光热产品的可靠性、性能，为之后的核 心零部件环节的技术迭代打下基础。

　　第二，定日镜系统技术和生产线较为领先。首航高科敦煌 100MW 项目采用的是 大型定日镜，采取的 5*7 面、总面积 115.7 平米。

　　敦煌 100MW 项目作为二期项 目，公司对一期 10MW 的定日镜系统进行了技术迭代，对定日镜的背板形式、 减速机的大小做了优化设计，二期项目定日镜减速机体积减小很多。

　　同时，针对 吸热器、子镜、跟踪系统等关键装备或部件的加工制造，首航高科也进行了大量 的研发和优化工作。

　　首航整个定日镜生产环节，采取的先进的流水线，高精度、全自动化定日镜组装、 检验一体化生产线。对于核心部件-传动装置，为确保其交货期和控制精度，首 航已经购置了大量的高精度加工中心进行自主生产。

　　第三，吸热系统的钢管材料是跟宝钢进行联合开发。吸热塔的核心材料是吸热管 道，宝钢特钢与首航节能合作开发的 SHBG-2 和 UNSN06230 镍基合金板管将 应用于首航节能 100 兆瓦塔式熔盐项目中。

　　敦煌二期的吸热器设计的平均能流 密度是 750kW/m²，局部能流密度 1.2MW/m²，采用耐高温、抗腐蚀的材料，管 子表面覆盖特殊吸热涂。