一、原理

高溫（wēn）熔鹽相變（biàn）儲（chǔ）能技術，屬於熱儲能（又稱為儲（chǔ）熱），采用高熔點（diǎn）、低（dī）腐（fǔ）蝕性、化學性質穩定的無機混（hún）合鹽作為儲能介質，將混合鹽分散灌裝在一個個密閉（bì）的（de）金屬熔鹽盒內，組成儲能體單元，根據儲能規模，確（què）定熔鹽盒的數（shù）量，將所需數量的熔鹽盒整齊堆砌在底部預先（xiān）鋪設好耐高溫（wēn）絕熱保溫材料的底板（bǎn）上，四周及頂部（bù）用耐高溫絕熱保溫（wēn）材料（liào）包覆，組成（chéng）一座（zuò）熔鹽（yán）堆。

在每個（gè）熔鹽盒的下麵放置了電加熱元件，用於（yú）加熱熔鹽盒內的混合鹽，使固態混合鹽逐漸融化（huà）為液態（固—液相變），將電（diàn）能轉換（huàn）為熱能儲存在（zài）熔鹽堆（duī）中（zhōng），當混合鹽全部融（róng）化後，加（jiā）熱（儲能）過程結束。

在熔鹽盒之間的間隙中，設（shè）置了金屬換（huàn）熱管，當需（xū）要釋放熔鹽堆中（zhōng）所儲存的熱能時，將（jiāng）經過處理的水通入換熱管內，水在換熱管（guǎn）內吸收熔鹽堆中的熱能，汽化產生蒸汽，供（gòng）用（yòng）汽設備（bèi）使用，或驅動汽（qì）輪（lún）機組發電。也可以向換熱管內（nèi）通入（rù）其（qí）他流體工質（液體或氣體），將流體工質加熱到要求（qiú）的溫度，供後續設備使用。

儲存（cún）了熱能的熔（róng）鹽堆，在放（fàng）熱過程中，熔鹽盒內的混合鹽將由液態逐漸冷卻凝固為固態（tài）（液—固相變），當混合（hé）鹽全部凝固後，放熱（rè）（釋能）過程（chéng）結束，等待下一個加熱過程。

二、優點

高（gāo）溫熔鹽相變儲能技術，具（jù）有如下優點：

1、混合鹽分散（sàn）灌裝在一（yī）個個密閉的金（jīn）屬熔鹽（yán）盒內，組成儲能體單元，不需要（yào）造價昂（áng）貴的大型熱鹽罐和冷（lěng）鹽罐。在加熱和放熱過程中，混合鹽在熔鹽（yán）盒內發生固—液（或液（yè）—固）相變，沒有外部熔鹽管道，所以不需要耐高溫的熔（róng）鹽泵及閥門。

2 、高溫熔鹽固液相變潛熱大，儲能（néng）密度高（gāo），不存在爆炸危險，所以熔鹽（yán）堆（duī）的儲能容量可以很大，可用於（yú）大規模儲能。

3、混合鹽的固（gù）—液（yè）相變溫度高，而且（qiě）溫度範圍寬，在650℃～850℃範圍內，都可（kě）以選擇到合適配比的混合鹽，作為儲能介質。當用（yòng）熔鹽堆（duī）加熱水產生蒸汽時，所產生蒸汽的壓力可以從低壓（yā）到高壓，供各種（zhǒng）壓力等級（jí）的工業用汽設（shè）備使用，而且高溫儲能，可以產生超臨界蒸汽，供超臨界汽輪機組用於發電。

4、儲能介（jiè）質所用的無機混合鹽，選用的是環境友好、沒有危害的普通（tōng）工業鹽，經（jīng）曆任意次融化（huà）∕凝固的相變過程也不會發生變質（zhì），使用壽命（mìng）長（zhǎng），而（ér）且是國內大量生產的常用品（pǐn）種，原料價格較低，也沒有環境使用限製（zhì）。整座熔（róng）鹽堆，所用材料都是普通的工業材料。

5、高溫熔（róng）鹽的相變溫度相對恒定（dìng），不隨加熱∕放熱過程變化，可以簡化儲能係統的流程和換熱部分的結構。

三、應用場（chǎng）景

高（gāo）溫熔鹽相變儲能技術，應用場景主要有：

1、用（yòng）於光伏、風電等可再生能源的配套儲能設施，大量消納不穩定（dìng）輸出的電（diàn）網無法全部接受的棄光棄風電能，以及作（zuò）為電網削峰填穀的大規模儲（chǔ）能。

2、利用儲存（cún）的熱能產生各種壓力等級的工業生產用蒸汽。

3、將儲存的熱能用於集中供暖的熱源。

4、油田稠油、高凝油（yóu）開采（cǎi）注（zhù）汽所需的（de）高溫高壓大流量蒸汽汽源。

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

6、為超臨界二氧化碳（S-CO2）布雷頓循環發電係統提供超高溫氣體的循環加熱熱源。

7、為我國大批年輕的（de）中小型（xíng）煤電機組，為了服從雙碳目（mù）標而需（xū）要逐步退出運（yùn）行的裝機，指出一條煥發（fā）新生的出路：用一座大型（xíng）熔鹽堆取代燃煤鍋爐，將煤電機組改造為儲能調峰機組，充分利用電廠原有的汽輪發電機、輸電設施、水處理裝置等資（zī）產，以及原有的機構和人員，繼續為電力係統服務，並（bìng）且在為電網削峰填穀運行的時候，還可以為電網提供充足的轉動慣量，提高電（diàn）網的供電品質（zhì）。

8、為不具備“核蓄一體化”建設條件的核電站，提（tí）供配套的低比例（lì）調峰儲能電站，降低（dī）核（hé）電（diàn）機組的調峰深度，保障核電運行安全，並可以作為核電站的（de）獨立應急保障（zhàng）電源。

四、主（zhǔ）要技術參數

以相變溫度為750℃的混合鹽為例：

相變潛熱（rè）：560 kJ∕kg

液態混合（hé）鹽（yán）密度：ρ＝1700 kg∕m3

每噸混合鹽相變的儲能量：156kW·h

每噸混合鹽相（xiàng）變儲（chǔ）能可產生中壓飽和蒸汽：205kg

作者：揚州大（dà）學揚州碳中（zhōng）和技術創新研究中心 倪永良、董旭