科普篇 | 炙手可热的“盐”

作为“调味之王”的食盐，在人们饮食生活中的地位不言而喻。而本文将要介绍的“熔盐”，虽然也叫盐，但它不能吃，却可以用于取暖和发电。就让我们来认识一下现时炙手可热的熔盐吧！

熔盐的“一招鲜”

熔盐是盐类熔化形成的熔体，是由阳离子和阴离子组成的离子熔体。我们通常所说的熔盐是指无机盐的熔体，如碱金属、碱土金属的卤化物以及硝酸盐、硫酸盐等的熔体。广义的熔盐还包括氧化物熔体和熔融有机物。

熔盐在标准温度和大气压下为固态，而在温度升高到一定程度之后转化为液态。俗话说：“一招鲜，吃遍天。”那么熔盐有啥“一招鲜”呢？那就是储热密度大，再加上黏度低、成本低、寿命长和效率高等方面的性能优势，熔盐因此成为优异的传热储热介质。在特定的传热储热场合，可以根据工艺技术要求来选取不同类别的熔盐单体，也可以按照一定比例通过复配方式来制成性能稳定的混合共晶盐，以完成特定的传热储热任务。

也许有人会说，熔盐也不过就是传热储热嘛，本身并没有创造新的能量。是这样的，但储热可以提高能量的利用价值。比如，传统的电力具有“即发即用”的特殊性，这就意味着过剩的“低谷电”有可能会变为“弃能”。如果利用弃风、弃光的电能以及“低谷电”来加热熔盐，从而把这些电能转变为热能存储起来，在用电高峰时再把这些热能利用起来，这样就可以通过供热系统来替代燃煤（或天然气）锅炉进行供暖了。这样既提高了电网的稳定性，又改善了大气环境，同时还可以缓解气荒和降低运营成本。

清洁取暖中的“新星”

2019年6月，由国务院国资委主办的中央企业熠星创新创意大赛在北京落下帷幕，京能北京热力申报的“新型熔盐蓄热清洁供热/供蒸汽”项目荣获大赛最高奖项一等奖。该项目的技术依托的就是熔盐蓄热供热技术，既可以供热也可以供蒸汽。其中，与我们生活密切相关的应用就要数清洁供暖了。

传统的燃煤取暖方式最大的问题就是污染严重。燃烧1吨标准煤将会产生2.62吨二氧化碳、8.5千克二氧化硫、7.4千克氮氧化物……这些污染物的排放直接導致了空气质量的恶化，并加剧了雾霾的形成。伴随着“煤改气”“煤改电”的推进，清洁供暖开始走进百姓的生活。“用盐取暖”就是在这样的背景下应运而生的，它能降低“煤改电”的运营成本，同时也为清洁供暖提供了一个新的途径。

“用盐取暖”实质上就是一种熔盐蓄热集中供暖的技术。在熔盐蓄热集中供暖系统循环中，经过电加热的高温熔盐进入到高温熔盐罐中储存。高温熔盐通过熔盐泵进入到换热系统，把给水加热为蒸汽。这些蒸汽被送往用户侧，通过加热循环水回水进行供暖。放热后的熔盐进入到低温熔盐罐中进行储存，并参与下一个加热和放热循环。熔盐蓄热集中供热系统不需要整体伴热系统，运行过程安全可靠，并且无冻堵风险。

熔盐蓄热供热技术充分利用低谷电、弃风和弃光电、火电厂高温蒸汽、太阳能以及工业余热等清洁能源，不仅可以替代燃煤（或燃气）锅炉，减少污染物的排放，而且还可以作为应急热源，保障临时停热用户的生活热水需求，因此具有很好的经济、社会和生态效益。

点亮夜晚的“太阳能”

在甘肃省河西走廊最西端的戈壁大漠上，一个占地面积800公顷的超级景观格外引人注目。“葵花”绕塔转，“烟囱”不冒烟……这正是敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站风貌的真实体现。

“葵花”指的就是盗取太阳天火的“神器”—定日镜群，1.2万面定日镜能实现对太阳光的反射聚焦，并自动跟踪太阳保持同步。定日镜群所围绕的“烟囱”压根就不是什么烟囱，而是塔式光热电站的核心装置—吸热塔。

如今，被称为“超级镜子发电站”的敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站已经正式并网发电，这是我国已建成的装机规模最大的熔盐塔式光热电站，也是全球聚光规模最大、吸热塔最高的熔盐塔式电站，标志着我国成为世界上少数掌握百兆瓦级熔盐塔式光热电站技术的国家。

260米高的吸热塔简直就是一个巨大的“锅炉”，在其内流动着巨量的熔盐蓄热介质。素有炽热的“大肚汉”之称的熔盐，把超级镜场集聚的光热能量尽收囊中。这些熔盐能把高热流密度的辐射能转化为热能，从而使低温熔盐在瞬间升至几百摄氏度的高温。其中一部分热熔盐进入蒸汽发生器系统产生过热蒸汽，驱动汽轮发电机组发电；还有部分热熔盐被存储在热熔盐罐中，为日落后满负荷发电储存“太阳能”。

光热发电离不开熔盐这个“功臣”，正是通过熔盐的吸热、储热和换热，才让千家万户在晚上用上了清洁能源“太阳能”。对于光热发电来说，应用较多的为二元熔盐。常用的二元熔盐为60%的硝酸钠和40%的硝酸钾的混合物。

在我国首批20个光热发电示范项目中，有18个采用了熔盐储热。其中敦煌百兆瓦熔盐塔式光热电站就是一个典范。敦煌“超级镜子发电站”的年发电能力为3.9亿度，使用的熔盐数量大约有3万吨，储热时间大约为11个小时。

熔盐以其独特的储能优势，迅速成为新能源发展中的一颗新星。“用盐取暖”方兴未艾，“用盐发电”已成为塔式光热电站的标准配置。熔盐储热还可用于海水淡化、稠油开采、电网移峰填谷、分布式能源等多个领域，具有广阔的发展前景。