能取暖和發電的“鹽”你見過嗎

蘇更林

作為“調味之王”的食鹽，在人們飲食生活中的地位不言而喻。而本文將要介紹的“熔鹽”，雖然也叫鹽，但它不能吃，卻可以用于取暖和發電。就讓我們來認識一下現時炙手可熱的熔鹽吧！

熔鹽是鹽類熔化形成的熔體，是由陽離子和陰離子組成的離子熔體。我們通常所說的熔鹽是指無機鹽的熔體，如堿金屬、堿土金屬的鹵化物以及硝酸鹽、硫酸鹽等的熔體。廣義的熔鹽還包括氧化物熔體和熔融有機物。

熔鹽的“一招鮮”

熔鹽在標準溫度和大氣壓下為固態，而在溫度升高到一定程度之后轉化為液態。俗話說：“一招鮮，吃遍天。”那么熔鹽有啥“一招鮮”呢？

當然是儲熱密度大，黏度低、成本低、壽命長、效率高。

正是因為熔鹽有以上性能優勢，它才成為優異的傳熱儲熱介質。在特定的傳熱儲熱場合，可以根據工藝技術要求來選取不同類別的熔鹽單體，也可以按照一定比例通過復配方式來制成性能穩定的混合共晶鹽，以完成特定的傳熱儲熱任務。

熔鹽也不過就是傳熱儲熱嘛，本身并沒有創造新的能量。沒什么稀奇的。

是這樣的，但儲熱可以提高能量的利用價值。比如，傳統的電力具有“即發即用”的特殊性，這就意味著過剩的“低谷電”有可能會變為“棄能”。如果利用棄風、棄光的電能以及“低谷電”來加熱熔鹽，從而把這些電能轉變為熱能存儲起來，在用電高峰時再把這些熱能利用起來，這樣就可以通過供熱系統來替代燃煤（或天然氣）鍋爐進行供暖了。這樣既提高了電網的穩定性，又改善了大氣環境，同時還可以緩解氣荒和降低運營成本。

清潔取暖中的“新星”

2019年6月，由國務院國資委主辦的中央企業熠星創新創意大賽在北京落下帷幕，京能北京熱力申報的“新型熔鹽蓄熱清潔供熱/供蒸汽”項目榮獲大賽最高獎項一等獎。該項目的技術依托的就是熔鹽蓄熱供熱技術，既可以供熱也可以供蒸汽。其中，與我們生活密切相關的應用就要數清潔供暖了。

傳統的燃煤取暖方式最大的問題就是污染嚴重。燃燒1噸標準煤將會產生2.62噸二氧化碳、8.5千克二氧化硫、7.4千克氮氧化物……這些污染物的排放直接導致了空氣質量的惡化，并加劇了霧霾的形成。伴隨著“煤改氣”“煤改電”的推進，清潔供暖開始走進百姓的生活。“用鹽取暖”就是在這樣的背景下應運而生的，它能降低“煤改電”的運營成本，同時也為清潔供暖提供了一個新的途徑。

“用鹽取暖”實質上就是一種熔鹽蓄熱集中供暖的技術。在熔鹽蓄熱集中供暖系統循環中，經過電加熱的高溫熔鹽進入到高溫熔鹽罐中儲存。高溫熔鹽通過熔鹽泵進入到換熱系統，把給水加熱為蒸汽。這些蒸汽被送往用戶側，通過加熱循環水回水進行供暖。放熱后的熔鹽進入到低溫熔鹽罐中進行儲存，并參與下一個加熱和放熱循環。熔鹽蓄熱集中供熱系統不需要整體伴熱系統，運行過程安全可靠，并且無凍堵風險。

熔鹽蓄熱供熱技術充分利用低谷電、棄風和棄光電、火電廠高溫蒸汽、太陽能以及工業余熱等清潔能源，不僅可以替代燃煤（或燃氣）鍋爐，減少污染物的排放，而且還可以作為應急熱源，保障臨時停熱用戶的生活熱水需求，因此具有很好的經濟、社會和生態效益。

點亮夜晚的“太陽能”

在甘肅省河西走廊最西端的戈壁大漠上，一個占地面積800公頃的超級景觀格外引人注目。“葵花”繞塔轉，“煙囪”不冒煙……這正是敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站風貌的真實體現。

“葵花”指的就是盜取太陽天火的“神器”——定日鏡群，1.2萬面定日鏡能實現對太陽光的反射聚焦，并自動跟蹤太陽保持同步。定日鏡群所圍繞的“煙囪”壓根就不是什么煙囪，而是塔式光熱電站的核心裝置——吸熱塔。

如今，被稱為“超級鏡子發電站”的敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站已經正式并網發電，這是我國已建成的裝機規模最大的熔鹽塔式光熱電站，也是全球聚光規模最大、吸熱塔最高的熔鹽塔式電站，標志著我國成為世界上少數掌握百兆瓦級熔鹽塔式光熱電站技術的國家。

260米高的吸熱塔簡直就是一個巨大的“鍋爐”，在其內流動著巨量的熔鹽蓄熱介質。素有熾熱的“大肚漢”之稱的熔鹽，把超級鏡場集聚的光熱能量盡收囊中。這些熔鹽能把高熱流密度的輻射能轉化為熱能，從而使低溫熔鹽在瞬間升至幾百攝氏度的高溫。其中一部分熱熔鹽進入蒸汽發生器系統產生過熱蒸汽，驅動汽輪發電機組發電;還有部分熱熔鹽被存儲在熱熔鹽罐中，為日落后滿負荷發電儲存“太陽能”。

光熱發電離不開熔鹽這個“功臣”，正是通過熔鹽的吸熱、儲熱和換熱，才讓千家萬戶在晚上用上了清潔能源“太陽能”。對于光熱發電來說，應用較多的為二元熔鹽。常用的二元熔鹽為60%的硝酸鈉和40%的硝酸鉀的混合物。

在我國首批20個光熱發電示范項目中，有18個采用了熔鹽儲熱。其中敦煌百兆瓦熔鹽塔式光熱電站就是一個典范。敦煌“超級鏡子發電站”的年發電能力為3.9億度，使用的熔鹽數量大約有3萬噸，儲熱時間大約為11個小時。

熔鹽以其獨特的儲能優勢，迅速成為新能源發展中的一顆新星。“用鹽取暖”方興未艾，“用鹽發電”已成為塔式光熱電站的標準配置。熔鹽儲熱還可用于海水淡化、稠油開采、電網移峰填谷、分布式能源等多個領域，具有廣闊的發展前景。