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熔盐储热:能量也能倒时差 2025年09月01日 

■ 文/黄 凯 文 楚 周宝桓 思壮壮 廖世伟 图/张振华 于 敏

你是否有过倒时差的体验?白天无精打采、昏昏欲睡,到了深夜却睡意全无、格外清醒。有趣的是,我们每天使用的电能,竟然也面临着类似的“时差”困扰。你知道吗,我们日常使用的电力也需要“倒时差”。

每一天,电力供应与需求都在上演着一场持续的“时序博弈”。在白天,尤其是阳光充足、风力较强的时段,太阳能和风能等绿色能源会迎来发电高峰,产生大量清洁电能。但此时,部分地区的用电负荷可能处于相对较低水平,导致这些宝贵的绿电未能被充分消纳,甚至面临被浪费的局面。而到了傍晚,情形陡然反转。人们回到家中,开启空调、电水壶等大功率电器……用电需求瞬间攀升。此时若新能源发电减弱,电网就会面临巨大的供电压力,就像晚高峰拥堵的交通,一时难以疏导。那么,这一问题应如何解决呢?

电力存储难题如何破解?

可能有人会说:为什么不能把电存起来,随时应对用电需求变化呢?

答案是:电是一种即发即用的能源。不考虑导线损耗的话,电场建立的速度接近光速——每秒30万公里,这种瞬时特性导致电能很难大规模储存。现有的蓄电池储电量,相比我们的发电量,还是“小卡拉米”(比重极小),电网必须时刻保持发电与用电动态平衡。

如果输入电能大于输出电能,频率和电压就会飙升,灯泡可能“烧给你看”;如果输入电能小于输出电能,频率电压下降,灯泡又可能“瞎给你看”。这个保持平衡的过程,就叫作“调峰”。

目前,我国电力结构中“调峰”的主力还是24小时运转的火电“老黄牛”——火电厂。火电厂不停地加大、减少输出以应对不停波动的电网需求,那是一个“稳”字当头。火电厂附近有许多工厂需要持续而稳定的热能供应维持生产。作为花式“烧开水”的典型代表,很多火电厂探索起了卖“热汽”的服务,发电的副产品变成了实打实的效益。然而,传统燃煤电厂在配合电网进行负荷调节时,往往难以兼顾供电与供热,导致工厂生产有时难免陷入“无热可用”的尴尬境地。

那么,我们能否像调整作息一样,为能量也“倒个时差”?

答案是肯定的。现在,一种名为“熔盐储能”的技术,仿佛一位智慧的“时间魔法师”,开始登场解决这一难题。

“火电储能宝”

如何实现闲时储热、忙时供热?

8月30日,我国最大规模的“火电熔盐储热”项目在安徽宿州电厂全面投运,有效破解火电厂的供热发电“两难”问题。它以三元熔盐为储热工质,配备目前国内规模最大熔盐储能系统,配备两个巨型储罐,仿佛一对“时空胶囊”,分别储存着390摄氏度的高温熔盐和190摄氏度的低温熔盐,设计储热容量达1000兆瓦时。

这套系统的工作原理堪称神奇的“时间魔法”。在光伏等新能源发电达到高峰,火电不需要大力“干活”的时候,系统就悄悄地将电厂多余的蒸汽热能转化为高温熔盐的内能,“存”起来备用。等到用电高峰机组“忙”不过来或低负荷时机组又弱又虚的时候,将储存的能量输入换热器,快速“变”出滚滚蒸汽,稳稳当当地给工厂供汽,保障电和热的稳定供应。

如此一来,电厂不再需要在“发电”与“供热”之间艰难取舍,也不再因为调峰而影响供热。它可以在电力需求较低时继续高效运转,将多余能量存入“时间胶囊”,待到需要时再“取出”使用,极大提升了能源利用效率。

更值得称赞的是,这套系统每年可帮助消纳约1.28亿千瓦时原本可能被浪费的风电、光电,减少约3.2万吨煤炭消耗和8.5万吨碳排放,真正实现了绿色节能与稳定供能的统一。

简单来说,可以把火电熔盐储热想象成“家里的‘大炉灶’+‘超大号耐热保温桶’”的组合,核心就是“闲时储热、忙时供热”,帮火电机组“灵活干活”。相当于给火电机组装了个“热量充电宝”,闲时存、忙时供,既不浪费能源,又能有效应对用电和用热高峰,降碳节能。安徽公司宿州电厂熔盐储热项目负责人廖世伟表示,熔盐储热项目成功投运标志着该项目创新突破热电联产技术瓶颈,能够实现机组满额负荷下连续供热4小时,在深度调峰30%额定负荷下实现连续供热5小时,同时对外供热能力达410吨/小时,比原来提高了260吨/小时。

熔盐储热

有哪些特点及用途?

那么,熔盐储热的原理是什么呢?

熔盐是熔融态下的液体盐,具有高沸点、低黏度、低蒸汽压力和高体积热的特点,是一种会“喝”蒸汽、能“吐”热能的特殊材料。在高温下,固态盐很快就熔化成了液体,在这个过程中吸收大量热能。在储热罐里的液体熔盐把这些热能储存起来,在需要的时候随时调用。

走进安徽宿州电厂,火电机组旁边连接着两个巨大罐体,里面装着上万吨熔盐。常温状态下的固体熔盐在储热罐内的高温环境下熔化成液态的熔盐,通过高温火焰还原熔化过程。

传统火电机组以往在用电高峰时节,即便是满负荷运转,也无法同时满足发电和供热双重需求。现在有了熔盐储热系统,形成新老组合。这样一来,火电机组专注发电,供热的任务交给熔盐储热系统,不仅能解决火电厂发电与供热之间的难题,还提高了电网的稳定、安全性。

作为国内最大规模“火电储能宝”项目,该项目运行时,可在电网低谷时段、火电机组仍在正常运行情况下,抽取一部分蒸汽输送到熔盐储罐内进行能量储存。而在用电高峰、煤电机组顶峰出力和深度调峰时再进行能量释放。目前,该电厂的供热企业达40余家,涉及生物医疗、食品加工、机械制造等。

国网宿州供电公司电力调度控制中心主任杨东介绍说,过去为了兼顾供热,宿州电厂发电出力只能达到机组额定功率的80%。有了这套系统,可以实现满负荷发电,每年还能提升新能源消纳能力约1.28亿千瓦时,增加供热能力220万吨,相当于满足当地40多家工商业企业用热需求。

与此同时,电厂还与算力企业合作,将“耗能大户”智算中心建设到电厂内,构建“火电+智算”的“电算融合”体系。把厂区内火电和光伏等综合能源产生的热能储存在熔盐罐里,为智算中心提供能源保障。规划的建筑面积有1500多平方米,优先消纳光伏、储能等可再生能源,让智算中心这个“电老虎”吃上清洁低碳的“绿电”,同时充分利用“火电+熔盐”的供能优势,为智算服务器提供持续稳定的低温环境。熔盐储能方式不仅拓宽了能源储存技术路径,也助力传统能源企业焕发出新的活力。

原来,能量也可以不浪费、不紧张、不急躁——只要我们为它选对“时区”,找准“节奏”。而这,正是能源世界走向绿色未来的一场重要革新。

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