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在2025第六屆中國(guó)儲(chǔ)熱大會(huì)上，上海電氣集團(tuán)中央研究院（以下簡(jiǎn)稱“上海電氣”）高級(jí)主管工程師仇秋玲出席會(huì)議并作《雙碳目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下的熔鹽儲(chǔ)熱技術(shù)創(chuàng)新及應(yīng)用》主題演講，詳細(xì)介紹了上海電氣在新型熔鹽材料、新型儲(chǔ)能裝備與系統(tǒng)集成三方面的研發(fā)成果及示范應(yīng)用。

圖：仇秋玲

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研發(fā)進(jìn)展概況

從戰(zhàn)略需求角度看，通過(guò)《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《新型儲(chǔ)能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展行動(dòng)方案》等一系列政策的發(fā)布，國(guó)家已將熔鹽儲(chǔ)能明確列為重點(diǎn)支持的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)。在此背景下，該技術(shù)已在火電調(diào)峰、工業(yè)余熱利用及清潔供熱三大領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?；l(fā)展。

其中，我國(guó)工業(yè)蒸汽市場(chǎng)需求巨大，年消耗量超17.7億GJ（折合標(biāo)煤6000萬(wàn)噸），因此清潔供熱需求十分迫切。而熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)以“低投資、低運(yùn)行成本、低能耗、低碳排”的突出優(yōu)勢(shì)，成為破解巨大工業(yè)蒸汽市場(chǎng)清潔替代難題的新選擇。

然而，熔鹽儲(chǔ)能技術(shù)在儲(chǔ)熱材料、儲(chǔ)換熱裝備及系統(tǒng)集成等方面仍存在諸多瓶頸，如儲(chǔ)能密度低、投資成本高、熔鹽泄漏等安全風(fēng)險(xiǎn)，亟需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破這些障礙?；诖?，上海電氣聚焦“熔鹽材料開(kāi)發(fā)、新型儲(chǔ)能裝備研發(fā)、系統(tǒng)集成優(yōu)化”三大方向，開(kāi)展針對(duì)性攻關(guān)。

仇秋玲表示，早在2015年上海電氣中央研究院便開(kāi)展系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與測(cè)試平臺(tái)搭建，成功研發(fā)出源于光熱領(lǐng)域的雙罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)；2017-2019年聚焦新型儲(chǔ)能裝備開(kāi)發(fā)與性能驗(yàn)證，推出熔鹽儲(chǔ)換熱一體式功能裝備，并完成多項(xiàng)核心指標(biāo)認(rèn)證；2020-2025年進(jìn)入全方位技術(shù)迭代期，產(chǎn)品得到市場(chǎng)化推廣應(yīng)用。

截至目前，上海電氣中央研究院已累計(jì)申請(qǐng)專利60余項(xiàng)，其中發(fā)明專利17項(xiàng)。經(jīng)科技查新與專家評(píng)審認(rèn)定，其整體技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，部分指標(biāo)達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。

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三大核心成果及應(yīng)用實(shí)踐

據(jù)仇秋玲介紹，聚焦長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能與中高溫儲(chǔ)熱需求，上海電氣中央研究院突破“材料一裝備一系統(tǒng)”全鏈條核心關(guān)鍵技術(shù)，形成三大成果：一是開(kāi)發(fā)出新型低熔點(diǎn)與高上限熔鹽材料；二是推出模塊化、低成本的新型儲(chǔ)能裝備；三是將裝備與熱泵耦合，研發(fā)出多能融合的蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)。

▌熔鹽材料一新型復(fù)合熔鹽儲(chǔ)熱材料開(kāi)發(fā)

針對(duì)當(dāng)前熔鹽成本高、儲(chǔ)能密度低的痛點(diǎn)，上海電氣中央研究院通過(guò)熔鹽體系篩選、性能優(yōu)化及測(cè)試評(píng)估，成功開(kāi)發(fā)兩類核心材料：

（1）低熔點(diǎn)熔鹽儲(chǔ)熱材料：熔點(diǎn)＜110℃，使用溫度范圍Δt≥350℃，儲(chǔ)能密度＞450kJ/kg。

（2）高上限熔鹽儲(chǔ)熱材料：上限使用溫度Ts＞620℃，使用溫度范圍Δt≥300℃，儲(chǔ)熱密度＞350kJ/kg。

為推動(dòng)材料工程化應(yīng)用，上海電氣中央研究院對(duì)新型低熔點(diǎn)熔鹽材料開(kāi)展了工業(yè)級(jí)/熔鹽級(jí)復(fù)合材料熱物性、穩(wěn)定性和腐蝕性研究，并在單雙罐中試平臺(tái)完成制備工藝、充放熱性能等多維度驗(yàn)證測(cè)試，最終形成新型復(fù)合熔鹽工程化應(yīng)用解決方案。

仇秋玲表示，上述新型低熔點(diǎn)熔鹽材料已成功應(yīng)用于冷熱聯(lián)供示范項(xiàng)目。該項(xiàng)目于去年建成，儲(chǔ)熱量800kWh，儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)8h，用熱時(shí)長(zhǎng)4h，供汽參數(shù)0.6MPa、170℃、0.1~0.3t/h，使用新型熔鹽9.7t。經(jīng)過(guò)半年多穩(wěn)定運(yùn)行，各項(xiàng)指標(biāo)表現(xiàn)優(yōu)異：日均產(chǎn)氣量較三元鹽提升20%以上，關(guān)鍵性能指標(biāo)無(wú)衰減，充分證明了新型熔鹽材料的工程可靠性與應(yīng)用潛力。

圖：示范項(xiàng)目（左）測(cè)試結(jié)果（右）

▌新型儲(chǔ)能裝備—熔鹽儲(chǔ)換熱一體式供能裝備

雙罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)適用于光熱發(fā)電、火電調(diào)峰等大規(guī)模場(chǎng)景，在中小規(guī)模工業(yè)供熱領(lǐng)域卻存在造價(jià)高、耗電大的問(wèn)題。為此，上海電氣中央研究院自主研發(fā)出熔鹽儲(chǔ)換熱一體式供能裝備。

該裝備通過(guò)儲(chǔ)熱與放熱的高度集成，取消了熔鹽泵及伴熱系統(tǒng)，投資成本下降40%，占地減少30%，自耗電降低90%以上。目前產(chǎn)品已完成2.0的迭代升級(jí)——借助創(chuàng)新性非穩(wěn)態(tài)傳熱數(shù)值模擬及先進(jìn)數(shù)字化孿生技術(shù)，對(duì)電加熱結(jié)構(gòu)與本體結(jié)構(gòu)全面優(yōu)化，使得儲(chǔ)能密度較1.0版本提升22.8%，達(dá)到383kJ/kg，充熱性能提升26.5%，實(shí)現(xiàn)性能全方位跨越。

▌系統(tǒng)集成—熔鹽儲(chǔ)熱耦合高溫?zé)岜镁G色蒸汽供應(yīng)技術(shù)

上海電氣中央研究院構(gòu)建了多能量融合及梯級(jí)存儲(chǔ)的系統(tǒng)解決方案，其核心原理如下：

夜間谷電時(shí)段，一方面驅(qū)動(dòng)熱泵加熱冷水，將高溫?zé)崴畠?chǔ)存于高溫水模塊；另一方面用電加熱熔鹽，將熱能儲(chǔ)存于一體式模塊；白天用戶用能時(shí)，高溫水模塊的熱水經(jīng)一體式模塊換熱，產(chǎn)生滿足需求的高溫蒸汽。

仇秋玲表示，與熱泵耦合后，系統(tǒng)性能顯著提升，單位蒸汽電耗下降12%，系統(tǒng)折算效率達(dá)到102%，整體性能指標(biāo)處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。同時(shí)，系統(tǒng)搭建了能碳智慧管家平臺(tái)，采用雙環(huán)三模型滾動(dòng)優(yōu)化機(jī)制，可實(shí)時(shí)感知用戶用能邊界條件，智能調(diào)度儲(chǔ)能與供能裝備，實(shí)現(xiàn)運(yùn)維的智能化與高效化。

▌應(yīng)用實(shí)踐

目前，上述三大技術(shù)成果已在多個(gè)行業(yè)落地應(yīng)用，累計(jì)裝機(jī)達(dá)22 MWh，關(guān)鍵項(xiàng)目進(jìn)展如下：

2022年，在東北完成首臺(tái)3.4MWh熔鹽儲(chǔ)熱供蒸汽示范項(xiàng)目，驗(yàn)證集成系統(tǒng)用戶側(cè)適應(yīng)性和供汽穩(wěn)定性。

2023年，在江蘇南通落地4.5MWh靜態(tài)熔鹽儲(chǔ)換熱一體式蒸汽發(fā)生系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)初代產(chǎn)品商業(yè)化應(yīng)用，系統(tǒng)升級(jí)后實(shí)現(xiàn)0~150%負(fù)荷下穩(wěn)定運(yùn)行的變工況運(yùn)行能力。

2024年，在江蘇無(wú)錫靜態(tài)熔鹽儲(chǔ)換熱一體式供能裝備V2.0產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)首臺(tái)商業(yè)化應(yīng)用，驗(yàn)證了數(shù)值仿真及性能優(yōu)化成果。

同年，建成國(guó)內(nèi)首臺(tái)10.8MWh熔鹽儲(chǔ)熱耦合熱泵商業(yè)化應(yīng)用項(xiàng)目。該項(xiàng)目為服裝行業(yè)標(biāo)桿項(xiàng)目，試運(yùn)行兩個(gè)多月以來(lái)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到甚至遠(yuǎn)超合同要求，5月份正式投運(yùn)：每日可供應(yīng)13噸以上高溫蒸汽，每年能源成本降低38%，碳減排量達(dá)1000多噸，增加新能源消納電量315萬(wàn)kWh，贏得用戶一致好評(píng)。

仇秋玲表示，未來(lái)上海電氣將繼續(xù)深耕聚焦材料、裝備與系統(tǒng)集成三大方向，提升新型熔鹽材料的品質(zhì)與儲(chǔ)能裝備的性能，推動(dòng)熔鹽儲(chǔ)能與多場(chǎng)景耦合集成，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、智能化應(yīng)用，為“雙碳”目標(biāo)貢獻(xiàn)更多技術(shù)力量。