本报记者 叶云彤
白天光伏板发的电用不完,晚上想用电却没了;工业用电峰谷价差扩大,工厂生产成本居高不下;冬天供暖忽冷忽热,稳定热源成刚需……现今,新能源快速普及、能源需求日益多元,这些民生关切与产业痛点正在倒逼能源领域的技术革新。
解决这些问题的答案藏在熔盐储能技术里,这种以无机盐为介质的储能技术,正凭借长寿命、高安全、大容量的优势,以“能源超级充电宝”的姿态,从戈壁电站到城市园区,从传统电厂到零碳工厂,重构能源供给格局。
攻克重重技术难关
熔盐储能如何实现?西子清洁能源装备制造股份有限公司(下称西子洁能)相关负责人介绍,白天用光伏、风电等新能源发电,或利用电网谷电,将这些电能加热熔盐转化为热能,储存到高温储罐中。当需要用电、用汽或供暖时,再将高温熔盐泵送到换热器,释放的热能就能驱动发电机发电,或提供工业蒸汽、民生供暖。
“很多人误以为熔盐储能就是‘加热盐’,它实则是横跨材料、结构、控制多领域的系统性工程。”黄志勇介绍,这项技术的研发之路布满荆棘。
自2010年率先切入该领域以来,西子洁能团队构建起全产业链技术体系,成果获得浙江省科技进步二等奖,入选国家《绿色技术推广目录(2024年版)》,核心装备被认定为国家能源领域首台(套)重大技术装备。
熔盐储能的核心介质是特制无机硝酸盐混合物,常温固态、230℃熔融、最高耐温近600℃,其耐高温的特性带来首个难题——高温腐蚀。“初期普通金属设备在400℃以上熔盐中浸泡3个月就渗漏,无法满足设计需求。”西子洁能相关负责人回忆,团队耗时两年开展千余次材料试验,最终研发出高温熔盐腐蚀防护涂层制备方法并布局了专利,通过复合陶瓷涂层将腐蚀速率降至0.01毫米/年以下,目前,该专利已实现转化运用。
第二个拦路虎是防凝保温。“单罐容量数千吨的储罐,如何在-30℃低温下保持熔盐不凝固、控低热损耗?”西子洁能相关负责人介绍,团队创新设计双层壳体+纳米真空绝热结构,配合自主研发的“防凝堵伴热系统”,使储罐热损耗率降至2.8%,远低于行业平均水平,在青海德令哈戈壁的极端环境中,冬季断电72小时熔盐仍未凝固。
最难突破的是系统效率与集成。“初期充放热效率仅85%,控制系统对新能源波动性响应滞后。”该公司相关负责人表示,团队自主研发出多能源耦合熔盐储能智能控制系统,集成18项核心算法实现毫秒级响应,将综合效率大幅提升。
经过15年攻坚,西子洁能核心设备国产化率实现了100%,成本较行业同类产品降低18%,效率提升5%—8%。最新研发的低熔点熔盐材料将熔点降至180℃,进一步拓展了应用边界。
探索更多应用场景
“熔盐储能的最大优势是适配性强。”该公司相关负责人表示,目前,西子洁能已在多处核心场景规模化落地,市场份额稳居前列。
在新能源消纳领域,熔盐储能正成为解决风电、光伏间歇性问题的关键支撑。在青海德令哈戈壁滩,50兆瓦塔式光热电站的数万面定日镜聚焦塔顶熔盐吸热器——这台西子洁能提供的核心设备被誉为电站“心脏”。自2022年起,该电站累计发电量达4.39亿千瓦时,超出设计值,成为全球首个“达产”的同类电站,每年减排二氧化碳约12.1万吨。它证明了光热+熔盐储能能实现24小时稳定绿电。
煤电灵活性改造是熔盐储能的另一重要应用场景。在河北龙山电厂,西子洁能为600兆瓦火电机组打造的熔盐储能灵活性改造项目成效显著。非高峰时段储热、高峰时段释热助推发电,使得机组最低稳燃负荷从30%直降到12.5%,调峰能力大增;还能实现108%的顶峰出力,爬坡速度提升67%。让传统火电从稳定的基荷电源,变成了能快速响应电网需求的灵活资源。
在园区综合能源服务领域,熔盐储能正构建起“源网荷储”一体化的能源生态。浙江某工业园区采用熔盐储能系统,整合光伏电站、燃气锅炉和工业负荷,实现了能源的自给自足和灵活调度。园区内的光伏板白天发电,优先满足企业生产需求,多余电力通过电加热器加热熔盐储存;夜间或用电高峰时,熔盐释放热量发电供暖,同时为园区内的电动汽车充电桩供电。据介绍,这是国内首个最大规模的用户侧熔盐储能项目,每年可供应蒸汽80万吨、供电6240万千瓦时,减排二氧化碳18.4万吨。
协同全产业链发展
熔盐储能的规模化发展,离不开上下游企业的协同发力。从熔盐材料到核心设备,从工程设计到运维服务,每个环节的技术创新都不可或缺。目前,国内熔盐储能产业链已形成“全产业链国产化突破,龙头企业构建竞争壁垒”的成熟格局,国产化率已达95%,核心设备与材料基本实现自主可控。
在产业链上游,熔盐材料的性能优化和成本降低为行业发展奠定了基础。作为北京证券交易所首家熔盐储能新材料企业,山东华阳迪尔化工股份有限公司构建了“硝酸-高纯硝酸盐-熔盐”一体化产业链,其生产的熔盐级硝酸钾纯度达99.9%以上。
在核心设备领域,除了西子洁能的电极加热器、熔盐储罐等产品,东方电气股份有限公司在关键设备换热器市场占据主导地位,其研发的蒸汽加热熔盐储热+放热供汽技术,已在多个煤电改造项目中应用。
工程设计与系统集成领域,东华工程科技股份有限公司(下称东华科技)凭借多年积累的项目经验,成为行业标杆。作为国内较早布局熔盐储能的企业,东华科技承担了多个国家首批光热示范项目的设计工作。而在设备细分配套领域,久盛电气股份有限公司聚焦熔盐储能管道及设备电伴热系统,其产品可显著提升熔盐管道的传输效率,已实现国内所有光热电站的全覆盖。
在全产业链的协同发力下,熔盐储能技术必将解锁更多应用场景,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供坚实支撑,让千家万户的能源使用更稳定、更经济、更环保。
(编辑:刘珊 实习编辑:蔡友良)