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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(qian)，世界主要發(fa)達國家紛(fen)紛(fen)加快儲能(neng)技術和產業(ye)的發(fa)展，搶占能(neng)源戰(zhan)略突(tu)破高點。

在(zai)眾多儲(chu)能技術中，熱儲(chu)能是(shi)最具應(ying)用前景的規(gui)模儲(chu)能技術之一(yi)。

熱(re)(re)儲能(neng)(neng)技術是(shi)以儲熱(re)(re)材(cai)料為媒(mei)介，將(jiang)太(tai)陽能(neng)(neng)光熱(re)(re)、地熱(re)(re)、工(gong)業余(yu)熱(re)(re)、低品位廢熱(re)(re)等或者將(jiang)電能(neng)(neng)轉換為熱(re)(re)能(neng)(neng)儲存起來(lai)(lai)，在需要(yao)的(de)時(shi)候釋放，以解決由于時(shi)間(jian)、空(kong)間(jian)或強度上的(de)熱(re)(re)能(neng)(neng)供(gong)給(gei)與(yu)需求間(jian)不(bu)匹配所帶來(lai)(lai)的(de)問題，最大限度地提(ti)高整(zheng)個系統(tong)的(de)能(neng)(neng)源利(li)用率。

熱儲(chu)能(neng)(neng)(neng)相比于電(dian)化學儲(chu)能(neng)(neng)(neng)、電(dian)氣儲(chu)能(neng)(neng)(neng)等其他儲(chu)能(neng)(neng)(neng)技(ji)術路線，在裝(zhuang)機(ji)規模(mo)、儲(chu)能(neng)(neng)(neng)密度、技(ji)術成(cheng)本、使用壽命等方面(mian)具有(you)明顯優勢；

而與壓縮空氣儲能(neng)(neng)和抽水蓄(xu)能(neng)(neng)這兩種機械儲能(neng)(neng)技術(shu)相(xiang)比，熱(re)儲能(neng)(neng)技術(shu)具有占地面積(ji)小、成本低、儲能(neng)(neng)密度高、對環境影響小、不受地理(li)、環境條件(jian)限制等諸多優(you)勢；

熱儲(chu)能技術作為(wei)一種能量高密度(du)化(hua)、轉(zhuan)換(huan)高效化(hua)、應用成本化(hua)的(de)大容量規模化(hua)儲(chu)能方(fang)(fang)式，將在(zai)構(gou)建(jian)清潔低(di)碳安全高效的(de)能源(yuan)體(ti)(ti)系(xi)、構(gou)建(jian)以(yi)新能源(yuan)為(wei)主體(ti)(ti)的(de)新型電(dian)(dian)力(li)系(xi)統、保障(zhang)電(dian)(dian)力(li)系(xi)統安全穩(wen)定運(yun)行等方(fang)(fang)面發揮重要作用。

熱(re)儲能技術特(te)點(dian)優(you)勢主(zhu)要(yao)表現在：

儲能容量大(da)、配(pei)置靈活、無特殊環境要求；

具(ju)有規(gui)模(mo)化建設及(ji)運營成本的(de)優(you)勢(shi)，具(ju)有明顯的(de)規(gui)模(mo)效應(ying)；

可根據用戶需要，實現多種能源品位(wei)冷(leng)、熱(re)、電、汽聯供；

可對區域電網實現(xian)削峰填谷(gu)、雙向調節、消(xiao)納間歇性(xing)新能源（風電、光(guang)伏(fu)等）裝機出力，是電網平衡峰谷(gu)差(cha)的最佳解決(jue)方案；

循環(huan)次數大、壽(shou)命長(chang)，且儲能電(dian)站的雙向調節功能不會伴隨長(chang)時(shi)間儲熱循環(huan)而導致效率降低；

儲放過程無化學反(fan)應，技術(shu)參數(shu)及過程可控(kong)，系統安全性高。

熱儲能技(ji)術可應用(yong)于電(dian)源側(ce)、電(dian)網(wang)側(ce)、用(yong)戶側(ce)。

對用(yong)戶(hu)側而(er)言，熱儲能技術可應用(yong)于用(yong)戶(hu)冷(leng)、熱、電綜合能源服務、海水淡化等場合；

在(zai)熱能直接利用中，儲熱技術(shu)擁有比儲電技術(shu)更高的能量利用效率(lv)；

儲熱技術(shu)還(huan)包括儲存(cun)和利用(yong)低于環境溫度的熱能，即蓄冷技術(shu)在冷鏈相關領域已有成(cheng)熟(shu)應用(yong)，市(shi)場規模(mo)亦在持續擴大。

對電(dian)源、電(dian)網(wang)側(ce)而言，現階(jie)段電(dian)力系統(tong)呈現高比例可(ke)再生能(neng)源、高比例電(dian)力電(dian)子(zi)設備的(de)“雙高”特(te)征(zheng)，系統(tong)轉動慣量(liang)(liang)持續下降，調(diao)頻、調(diao)壓能(neng)力不足，對電(dian)網(wang)安全提出嚴(yan)峻挑(tiao)戰，太陽(yang)光熱儲能(neng)發電(dian)通過汽(qi)輪發電(dian)機組的(de)轉動慣量(liang)(liang)可(ke)以有(you)效實現調(diao)頻；

在火電廠靈活(huo)性改造中，熱儲(chu)能發電技術將機(ji)組變(bian)負荷(he)運(yun)行時(shi)(shi)出現(xian)的(de)過剩蒸(zheng)汽熱量(liang)轉化為儲(chu)熱介質的(de)熱能存儲(chu)起(qi)來，當需要時(shi)(shi)將熱能釋放(fang)，既能增加(jia)機(ji)組調峰深度，也能增加(jia)峰負荷(he)能力，投資和運(yun)行成本較低，具有明顯優勢。

世界上先進國家對(dui)熱儲能及其(qi)發(fa)電技術開展了多(duo)方面研究和(he)投資。

比爾(er)·蓋茨(ci)領銜的(de)(de)突(tu)破能(neng)(neng)源(yuan)基(ji)金投(tou)資(zi)了由Google-X實驗室孵化的(de)(de)Malta熔鹽(yan)儲(chu)熱(re)技術；英國能(neng)(neng)源(yuan)技術研究(jiu)所(suo)與(yu)Joseph Swan爵士能(neng)(neng)源(yuan)研究(jiu)中心聯合研發(fa)電網(wang)規模熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)系統；西門子(zi)歌(ge)美颯公司宣(xuan)布在(zai)德國北部的(de)(de)漢堡(bao)正式投(tou)運了用火山石將過剩的(de)(de)電能(neng)(neng)轉化為(wei)熱(re)能(neng)(neng)的(de)(de)新(xin)型電熱(re)儲(chu)能(neng)(neng)（ETES）示范(fan)項目，設(she)計儲(chu)存(cun)容量(liang)為(wei)130 MW·h?，進一步推進儲(chu)能(neng)(neng)和新(xin)能(neng)(neng)源(yuan)發(fa)電結(jie)合、與(yu)電網(wang)結(jie)合技術的(de)(de)發(fa)展。

高溫熱(re)(re)(re)(re)儲(chu)能及發電(dian)技術在歐洲(zhou)、美(mei)洲(zhou)、非洲(zhou)、中東地區已(yi)經獲得較為廣泛的商業化(hua)應用，2008年西班牙建(jian)成(cheng)了(le)(le)(le)歐洲(zhou)首座(zuo)槽式(shi)光熱(re)(re)(re)(re)電(dian)站(zhan)，熔(rong)鹽(yan)雙罐儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)時長7.5 h，電(dian)站(zhan)年運(yun)行(xing)小時數高達(da)3600 h；2015年美(mei)國投運(yun)了(le)(le)(le)當時全球(qiu)最(zui)大的塔式(shi)熔(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)發電(dian)項目，裝機量達(da)110 MW，熔(rong)鹽(yan)雙罐儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)時長10 h，儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)效率達(da)到了(le)(le)(le)99%。

截至2021年底，全球光熱發(fa)電(dian)站的(de)裝機容量約為(wei)6.6 GW，2021財年美國能源部資助(zhu)了(le)20余(yu)項(xiang)光熱發(fa)電(dian)研究項(xiang)目(mu)，美國能源部規劃預計2030年12小時儲(chu)(chu)能光熱發(fa)電(dian)成(cheng)本目(mu)標是5美分/kW·h，可見光熱儲(chu)(chu)能發(fa)電(dian)技術和產業在(zai)發(fa)達國家(jia)很(hen)受重視。

我(wo)國經過十幾年的發(fa)展，截(jie)至(zhi)2021年12月，太陽能(neng)光熱儲能(neng)發(fa)電已有3座(zuo)實驗(yan)電站(zhan)、9座(zuo)商業(ye)化電站(zhan)建成(cheng)并網發(fa)電，總裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)達521 MW，中國企(qi)業(ye)在(zai)國外總包建成(cheng)和在(zai)建的光熱儲能(neng)電站(zhan)裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)超過1000 MW。

中廣核德令哈50 MW槽式電(dian)站(zhan)（儲(chu)熱9 h）是我(wo)國首個大型商(shang)業(ye)化光熱示范(fan)電(dian)站(zhan)，2021年9月(yue)19日至(zhi)2022年1月(yue)4日已經連(lian)續(xu)運行(xing)107天，刷(shua)新了(le)2020年最長連(lian)續(xu)運行(xing)32.2天的記錄(lu)；

2018年，首(shou)航高(gao)科在敦煌建成了(le)國內首(shou)座裝機容量100 MW熔(rong)鹽塔式(shi)電站(zhan)，配置了(le)11 h的熔(rong)鹽雙罐儲熱系統(tong)，可實現(xian)24 h連續運行(xing)；

2019年12月31日，我(wo)國在敦煌建成了世(shi)界上第一座以熔(rong)鹽(yan)為吸熱(re)、儲熱(re)工質的商業化線性(xing)菲涅爾式光熱(re)發電站(zhan)；

2020年，中船新能在內蒙古(gu)烏拉特中旗建成100 MW導熱油槽式光(guang)熱電站，配置10 h熔鹽儲熱系統，據蒙西電網統計，2021年1月至(zhi)11月，該項目累積上網電量2.05億(yi)kW·h，占(zhan)全國同時段光(guang)熱發電總(zong)量的30.48%。

我國太陽光(guang)熱儲能發(fa)電(dian)核心技術(shu)已(yi)經(jing)成(cheng)熟，形成(cheng)了具有完全自主知識(shi)產權的產業(ye)鏈，關(guan)鍵設備部件已(yi)全部國產化。

2021年10月(yue)國(guo)務院印發(fa)《2030年前碳達峰行動方案》指(zhi)出，積(ji)極發(fa)展(zhan)太(tai)陽能光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)，推(tui)動建立太(tai)陽能光熱(re)發(fa)電(dian)(dian)與光伏(fu)發(fa)電(dian)(dian)、風(feng)電(dian)(dian)互補調(diao)節的風(feng)光熱(re)綜合可(ke)再生能源發(fa)電(dian)(dian)基地(di)，推(tui)進(jin)熔鹽儲(chu)能供熱(re)和發(fa)電(dian)(dian)示(shi)范應用(yong)。

這對(dui)推進太陽能(neng)光熱發(fa)(fa)電產業和熔鹽儲能(neng)供(gong)熱規模化發(fa)(fa)展(zhan)提供(gong)了(le)政(zheng)策(ce)指導和保障。

現(xian)在，風光熱儲(chu)(chu)互(hu)補國(guo)家高度支持，太(tai)陽光熱儲(chu)(chu)能發(fa)電將(jiang)開啟一個新(xin)的時代(dai)。

總之(zhi)，熱儲能(neng)(neng)(neng)系(xi)統在冷、熱、電(dian)綜合能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)利用(yong)方面效率高，在儲熱容量、規模(mo)化建設及運營成本、運行壽命(ming)、安全(quan)性、發(fa)電(dian)功率等(deng)方面具有(you)突出優勢，特(te)別是對消納間歇性新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)（風(feng)電(dian)、光(guang)伏等(deng)）裝機出力，在構(gou)建以新(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)為主體的(de)新(xin)型電(dian)力系(xi)統、保(bao)障電(dian)力系(xi)統安全(quan)穩定運行等(deng)方面發(fa)揮重要作用(yong)，是未來規模(mo)儲能(neng)(neng)(neng)的(de)中(zhong)堅力量，具有(you)廣闊的(de)發(fa)展前景，在能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)革(ge)命(ming)中(zhong)發(fa)揮著重要作用(yong)。

何雅玲，中(zhong)國科學(xue)(xue)(xue)(xue)院院士(shi)，教授，工(gong)程(cheng)熱(re)物理專家，現任第(di)十九屆中(zhong)央委(wei)員會候補委(wei)員，國務院學(xue)(xue)(xue)(xue)位委(wei)員會學(xue)(xue)(xue)(xue)科評(ping)議組(zu)召集人（動(dong)力(li)工(gong)程(cheng)及工(gong)程(cheng)熱(re)物理），教育(yu)部高等學(xue)(xue)(xue)(xue)校能源動(dong)力(li)類專業教指委(wei)主任，西(xi)安交通大學(xue)(xue)(xue)(xue)學(xue)(xue)(xue)(xue)術委(wei)員會主任。研究方向為工(gong)程(cheng)熱(re)物理、能源高效轉換與利(li)用、儲能科學(xue)(xue)(xue)(xue)與工(gong)程(cheng)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》。