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能源是人類社會賴以生存和發展的物質基礎。縱觀人類社會發展歷史，人類社會文明的每一次重大進步都伴隨著能源利用的改進和革命。儲能技術在促進能源生產消費、開放共享、靈活交易、協同發展，推動能源革命和能源新業態發展方面發揮著至關重要的作用，是新能源與可再生能源發展的核心支撐，儲能技術的創新突破將成為帶動全球能源格局革命性、顛覆性調整的重要引領技術。

當前，世界主要(yao)發(fa)達國家紛紛加快儲能技術和產業的發(fa)展，搶占能源戰略突(tu)破(po)高點。

在眾(zhong)多儲能(neng)(neng)技術(shu)中，熱儲能(neng)(neng)是最(zui)具應用前景(jing)的規模儲能(neng)(neng)技術(shu)之一(yi)。

熱(re)(re)(re)儲(chu)能技術是以儲(chu)熱(re)(re)(re)材料為媒介，將(jiang)太陽(yang)能光熱(re)(re)(re)、地熱(re)(re)(re)、工業余熱(re)(re)(re)、低品位廢熱(re)(re)(re)等(deng)或者(zhe)將(jiang)電能轉(zhuan)換為熱(re)(re)(re)能儲(chu)存(cun)起來，在需要的(de)時候釋(shi)放，以解決由(you)于時間(jian)、空間(jian)或強度上的(de)熱(re)(re)(re)能供給與需求間(jian)不匹配所(suo)帶來的(de)問題，最大限度地提高整個系統的(de)能源利用率(lv)。

熱(re)儲(chu)(chu)能(neng)相比(bi)于電(dian)化(hua)學儲(chu)(chu)能(neng)、電(dian)氣(qi)儲(chu)(chu)能(neng)等(deng)其他儲(chu)(chu)能(neng)技術路線(xian)，在裝機規模、儲(chu)(chu)能(neng)密度(du)、技術成本(ben)、使用壽(shou)命等(deng)方面具(ju)有(you)明顯優勢；

而(er)與壓縮空氣儲(chu)能(neng)和抽水蓄能(neng)這兩種機(ji)械儲(chu)能(neng)技術(shu)(shu)相比，熱儲(chu)能(neng)技術(shu)(shu)具(ju)有占地(di)面(mian)積小、成本低(di)、儲(chu)能(neng)密度高、對環(huan)境(jing)影響小、不受地(di)理、環(huan)境(jing)條件限制等諸多優勢；

熱儲能技術作為一種(zhong)能量(liang)高密度化(hua)(hua)(hua)、轉換高效(xiao)化(hua)(hua)(hua)、應用成(cheng)本化(hua)(hua)(hua)的(de)大容量(liang)規模化(hua)(hua)(hua)儲能方(fang)式，將在構建(jian)清(qing)潔低碳(tan)安全(quan)高效(xiao)的(de)能源(yuan)體系、構建(jian)以(yi)新(xin)能源(yuan)為主體的(de)新(xin)型(xing)電(dian)力(li)系統、保障電(dian)力(li)系統安全(quan)穩定(ding)運行等方(fang)面發揮重要(yao)作用。

熱儲能(neng)技術特(te)點優勢(shi)主要(yao)表現在：

儲能容量大、配置靈活、無特(te)殊(shu)環境要求；

具有(you)規模(mo)化建設及運營成本的(de)優勢，具有(you)明顯(xian)的(de)規模(mo)效應(ying)；

可根據用戶需要，實現多種(zhong)能源品位冷(leng)、熱(re)、電、汽聯(lian)供；

可對區域電(dian)網(wang)實(shi)現(xian)削峰(feng)填(tian)谷、雙向調節、消納間歇性新(xin)能源(yuan)（風電(dian)、光伏等(deng)）裝機出力，是電(dian)網(wang)平衡峰(feng)谷差的最佳(jia)解決方(fang)案(an)；

循環次數大(da)、壽命長，且儲能電站(zhan)的雙向(xiang)調節功(gong)能不會伴隨長時間儲熱(re)循環而導致效(xiao)率(lv)降低；

儲放過(guo)程(cheng)無(wu)化學(xue)反應，技術參數及過(guo)程(cheng)可控(kong)，系統安全性高。

熱(re)儲能(neng)技術可應用于(yu)電源側(ce)、電網側(ce)、用戶側(ce)。

對用(yong)(yong)戶側而(er)言，熱儲能技術可應用(yong)(yong)于用(yong)(yong)戶冷、熱、電綜合能源服(fu)務、海水(shui)淡化等場合；

在熱(re)能(neng)直接利用(yong)中，儲熱(re)技術擁(yong)有比儲電技術更高的能(neng)量(liang)利用(yong)效(xiao)率；

儲(chu)熱(re)技術還包(bao)括(kuo)儲(chu)存(cun)和利用(yong)低(di)于環境溫度的熱(re)能，即蓄冷技術在冷鏈相關領域已有成熟(shu)應用(yong)，市場規模亦在持(chi)續擴(kuo)大。

對(dui)電(dian)(dian)源、電(dian)(dian)網側而言(yan)，現階段(duan)電(dian)(dian)力系統呈現高(gao)比例可(ke)再生能(neng)源、高(gao)比例電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)設備的“雙高(gao)”特(te)征(zheng)，系統轉動慣量持續下降，調(diao)頻、調(diao)壓能(neng)力不足，對(dui)電(dian)(dian)網安(an)全提出嚴峻挑戰，太陽光熱儲能(neng)發(fa)電(dian)(dian)通(tong)過汽(qi)輪(lun)發(fa)電(dian)(dian)機組的轉動慣量可(ke)以有效實現調(diao)頻；

在火電廠靈活性(xing)改造中(zhong)，熱(re)儲能發電技術(shu)將機組(zu)變(bian)負荷運行時(shi)出現的過剩(sheng)蒸汽(qi)熱(re)量轉(zhuan)化(hua)為儲熱(re)介質(zhi)的熱(re)能存儲起來，當需(xu)要(yao)時(shi)將熱(re)能釋放(fang)，既能增加機組(zu)調(diao)峰深度，也能增加峰負荷能力，投資和運行成本(ben)較(jiao)低，具有(you)明顯優勢。

世界(jie)上先進國家對熱(re)儲能及其發電(dian)技術開展了多方面研究和投資。

比(bi)爾·蓋(gai)茨(ci)領銜的(de)突破能(neng)源(yuan)基金投資了(le)由Google-X實驗室(shi)孵(fu)化的(de)Malta熔鹽儲熱技術；英國(guo)能(neng)源(yuan)技術研(yan)究所(suo)與(yu)Joseph Swan爵士能(neng)源(yuan)研(yan)究中(zhong)心聯(lian)合研(yan)發電網規模熱儲能(neng)系統；西門(men)子歌美(mei)颯公司宣布在(zai)德國(guo)北部的(de)漢堡正(zheng)式投運(yun)了(le)用火山石將過(guo)剩(sheng)的(de)電能(neng)轉化為(wei)熱能(neng)的(de)新(xin)(xin)型(xing)電熱儲能(neng)（ETES）示范項(xiang)目，設計儲存容量(liang)為(wei)130 MW·h?，進(jin)一步推(tui)進(jin)儲能(neng)和新(xin)(xin)能(neng)源(yuan)發電結合、與(yu)電網結合技術的(de)發展。

高溫熱(re)(re)儲(chu)能及發電(dian)(dian)技術在歐洲、美(mei)洲、非洲、中東地區(qu)已經獲得(de)較為廣泛的商業化(hua)應(ying)用(yong)，2008年(nian)西(xi)班牙建成了(le)歐洲首座槽(cao)式光(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)站(zhan)，熔(rong)鹽(yan)雙罐儲(chu)熱(re)(re)時長7.5 h，電(dian)(dian)站(zhan)年(nian)運行小時數高達3600 h；2015年(nian)美(mei)國投運了(le)當時全球(qiu)最大的塔式熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)發電(dian)(dian)項(xiang)目，裝(zhuang)機(ji)量(liang)達110 MW，熔(rong)鹽(yan)雙罐儲(chu)熱(re)(re)時長10 h，儲(chu)熱(re)(re)效率達到了(le)99%。

截至2021年(nian)(nian)底，全(quan)球(qiu)光熱發電(dian)(dian)(dian)站的裝機容量約為6.6 GW，2021財年(nian)(nian)美國能源部資助了20余項(xiang)光熱發電(dian)(dian)(dian)研究項(xiang)目，美國能源部規劃預計2030年(nian)(nian)12小時儲能光熱發電(dian)(dian)(dian)成本目標是5美分(fen)/kW·h，可見光熱儲能發電(dian)(dian)(dian)技術和(he)產(chan)業在(zai)發達國家很受(shou)重視。

我(wo)國(guo)經(jing)過十幾(ji)年(nian)的發展(zhan)，截至2021年(nian)12月，太陽能光(guang)(guang)熱儲(chu)能發電(dian)已有3座實(shi)驗電(dian)站(zhan)、9座商(shang)業化電(dian)站(zhan)建成(cheng)并網發電(dian)，總裝(zhuang)機(ji)容量達521 MW，中國(guo)企(qi)業在國(guo)外總包建成(cheng)和在建的光(guang)(guang)熱儲(chu)能電(dian)站(zhan)裝(zhuang)機(ji)容量超過1000 MW。

中廣(guang)核德令哈(ha)50 MW槽(cao)式電(dian)站(zhan)（儲熱9 h）是(shi)我(wo)國首個(ge)大型商業化光熱示(shi)范電(dian)站(zhan)，2021年(nian)9月19日(ri)至2022年(nian)1月4日(ri)已經連(lian)續運行107天，刷新(xin)了2020年(nian)最長連(lian)續運行32.2天的記錄(lu)；

2018年，首航高科在敦煌建成(cheng)了國內首座(zuo)裝機容量100 MW熔鹽塔(ta)式電站，配置了11 h的熔鹽雙(shuang)罐儲熱系統，可(ke)實現24 h連(lian)續運行；

2019年12月31日，我國在敦煌建成了世界上第一座以熔鹽為吸(xi)熱(re)、儲熱(re)工質的商業化線性(xing)菲(fei)涅爾(er)式(shi)光熱(re)發電站；

2020年(nian)，中(zhong)船(chuan)新能在內蒙古烏拉(la)特中(zhong)旗建成100 MW導熱(re)(re)油(you)槽式光熱(re)(re)電站，配置(zhi)10 h熔鹽(yan)儲熱(re)(re)系統，據蒙西(xi)電網(wang)統計，2021年(nian)1月至11月，該項目累(lei)積上網(wang)電量(liang)2.05億kW·h，占全國同時段(duan)光熱(re)(re)發(fa)電總量(liang)的30.48%。

我國太(tai)陽光熱儲能發電(dian)核(he)心技術已經成(cheng)熟，形成(cheng)了具(ju)有完全自主知(zhi)識產(chan)權的產(chan)業鏈，關鍵設(she)備(bei)部件已全部國產(chan)化。

2021年10月(yue)國務院印發(fa)(fa)《2030年前(qian)碳達峰行動方案(an)》指(zhi)出(chu)，積極發(fa)(fa)展太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)，推動建(jian)立太(tai)陽(yang)能(neng)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)與光(guang)(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)、風(feng)電(dian)互補(bu)調節(jie)的風(feng)光(guang)(guang)熱(re)綜合可再生(sheng)能(neng)源發(fa)(fa)電(dian)基地，推進熔鹽(yan)儲能(neng)供熱(re)和發(fa)(fa)電(dian)示范應用(yong)。

這對推進太陽能光(guang)熱(re)發電產業和熔鹽儲能供熱(re)規模化(hua)發展(zhan)提供了政(zheng)策指導和保障。

現在，風(feng)光熱儲(chu)互(hu)補國家(jia)高(gao)度(du)支持，太陽(yang)光熱儲(chu)能發電將(jiang)開啟一個新的時代。

總之(zhi)，熱(re)(re)儲(chu)能系統(tong)在(zai)(zai)冷、熱(re)(re)、電(dian)綜合能源利(li)用(yong)方面效率高(gao)，在(zai)(zai)儲(chu)熱(re)(re)容量、規模化建設及運(yun)營成本(ben)、運(yun)行(xing)壽命、安全性、發(fa)(fa)電(dian)功率等(deng)方面具(ju)有突出優勢，特別是對消納間歇性新能源（風(feng)電(dian)、光伏等(deng)）裝機(ji)出力(li)，在(zai)(zai)構建以新能源為主體(ti)的新型電(dian)力(li)系統(tong)、保(bao)障電(dian)力(li)系統(tong)安全穩定運(yun)行(xing)等(deng)方面發(fa)(fa)揮(hui)重要(yao)作用(yong)，是未來(lai)規模儲(chu)能的中(zhong)堅(jian)力(li)量，具(ju)有廣闊的發(fa)(fa)展前景，在(zai)(zai)能源革命中(zhong)發(fa)(fa)揮(hui)著重要(yao)作用(yong)。

何(he)雅玲，中(zhong)國科(ke)學(xue)(xue)院(yuan)院(yuan)士，教(jiao)(jiao)授，工(gong)(gong)程熱(re)物(wu)理(li)專(zhuan)家，現任第十九(jiu)屆中(zhong)央委(wei)員會候(hou)補委(wei)員，國務院(yuan)學(xue)(xue)位委(wei)員會學(xue)(xue)科(ke)評議組召集人（動力工(gong)(gong)程及工(gong)(gong)程熱(re)物(wu)理(li)），教(jiao)(jiao)育(yu)部高(gao)等學(xue)(xue)校(xiao)能(neng)(neng)源(yuan)動力類專(zhuan)業教(jiao)(jiao)指委(wei)主任，西安交通大學(xue)(xue)學(xue)(xue)術委(wei)員會主任。研(yan)究方向為工(gong)(gong)程熱(re)物(wu)理(li)、能(neng)(neng)源(yuan)高(gao)效轉換與(yu)利用、儲能(neng)(neng)科(ke)學(xue)(xue)與(yu)工(gong)(gong)程等。

注：論文全文發表于《科技導報》2022年第4期，原標題為《熱儲能技術在能源革命中的重要作用》。