5月29日，2026第十三届中国国际光热大会暨CSPPLAZA年会在四川成都盛大召开，北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室主任吴玉庭教授带来《熔盐材料在多应用场景下的选择和应用》主题分享。

作为国内熔盐传热储热领域的资深学者，吴玉庭带领团队深耕多年，系统梳理了不同应用场景下的熔盐性能需求，展示了系列自主研发的宽液体温域混合熔盐成果，为光热发电、火电调峰、压缩空气储能等多领域的熔盐选型提供了清晰的技术路径。

图：吴玉庭

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熔盐储能：多场景渗透的长时储能主力

随着新型电力系统建设加速，风电光伏装机规模快速攀升。截至2025年底，全国风电光伏装机容量达18.4亿千瓦，占总装机的47.3%。风光的波动性与间歇性，让大容量、长寿命、低成本的长时储能成为刚需。在吴玉庭看来，熔盐储能正是满足这一需求的核心技术路线之一，其应用场景覆盖发电、供热供汽全领域，市场空间正在快速释放。

吴玉庭介绍，熔盐是将两种及以上无机盐混合形成的共晶混合物，相比单一组分，混合熔盐熔点更低、分解温度更高，液体温域更宽，非常适合作为储热与传热介质。当前主流的双罐高温熔盐显热蓄热系统，凭借储能密度高、储热成本低、对流传热系数高、进出口参数恒定、可精准调控储释热速率等优势，已成为行业主流技术方案。

从应用场景来看，熔盐储能的价值贯穿电力系统全链条：供电侧支撑太阳能热发电、火电厂深度调峰；电网侧服务电热储热热电联供、热泵储电、压缩空气储能电站；用户侧可落地风光储综合能源系统、分布式热电冷联供。更值得关注的是，热能占全社会总能耗的51%，熔盐储能可直接通过谷电、风光电、余热储热满足建筑供暖与工业供汽需求，对能源转型的支撑作用十分显著。

图：熔盐储能发电应用场景

市场规模层面，目前全球熔盐储热装机容量已达21GWh（电）。据国际可再生能源署预测，到2030年熔盐蓄热容量将达到491至631GWh，市场规模123到244亿美元。国内2025年全年熔盐储热新增装机达1.4GW/26GWh（热），对应市场规模280亿元，行业正处于快速增长期。

图：熔盐储热技术发展前景

吴玉庭强调，不同应用场景对熔盐的温度区间、熔点、分解温度要求差异极大，不能“一种盐包打天下”。高参数光热发电、高效热力循环需要650℃以上稳定运行的高温熔盐；槽式/线性菲涅尔光热、火电深度调峰需要低熔点、宽液体温域的熔盐；压缩空气储能则迫切需要150℃即可稳定运行的低温熔盐。

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高温熔盐突破：支撑高效发电技术迭代

塔式熔盐光热电站是当前光热发电的主流路线之一，全球已建成18座塔式熔盐电站，总装机容量1690MW，其中我国占1210MW。而塔式光热的下一步技术升级，则沿着两条路径推进：

一是超临界二氧化碳太阳能热发电，膨胀机温度可达700℃、压力超200公斤，热电效率高达50%；

二是超超临界蒸汽朗肯循环，依托火电成熟技术，效率可达50%，适合600MW以上大容量多塔一机配置，目前华能玉环电厂650℃超超临界机组已开工建设。

图：塔式熔盐光热技术正快速发展

与此同时，风光大基地配套的电加热型熔盐储能电站、热泵储电技术也在快速发展。热泵储电初投资低、储能密度高、不受地理条件限制，百兆瓦级初投资仅300-400元/kWh，约为抽水蓄能的1/3-1/4，寿命可达30-40年，电-电效率60%-70%，是极具潜力的大容量储能技术。目前浙江绿储600℃级2MW特高温热泵已通过168小时连续满负荷测试，国家电投中央研究院超高温热泵储能系统电电转化效率可达65%以上。

图：熔盐超临界二氧化碳太阳能热发电

无论是高效光热还是热泵储电，都对熔盐的上限温度提出了更高要求。传统太阳盐分解温度仅585℃，无法匹配600℃以上的工况；碳酸盐熔点高、成本高昂，氯化盐腐蚀性强，均难以大规模推广。针对这一痛点，吴玉庭团队研发出系列高温混合熔盐。

四元硝碳酸混合熔盐：熔点145℃，初晶点191℃，分解温度达711℃，储能密度可达710kJ/kg、1.1GJ/m³。85kg升降温可视化实验验证，该熔盐在200-650℃区间均为流动性良好的稳定流体，200℃时粘度仅10厘泊。1kg样品1000h高温失重实验中，质量损失仅20g，热稳定性优异。

在此基础上，团队通过相图分析与配比优化，进一步优选出三元硝酸碳酸混合熔盐配方，熔点降至133.3℃，分解温度提升至734℃。经第三方机构检测，1500h 650℃恒高温失重测试、500次冷热循环测试均显示，该配方热稳定性良好，可长期在高温工况下运行。

针对工程应用最关心的腐蚀问题，团队对321H、347H、GH3535等多种金属材料开展了静态与动态腐蚀实验，给出明确选材建议：

347H不锈钢在640℃熔盐中1000h腐蚀速率为0.0881mm/y，可作为高温储罐与换热器选材；

N06625合金在660℃熔盐中1000h腐蚀速率0.0877mm/y，适用于太阳能吸热器管材；

Q345R在450℃熔盐中腐蚀速率0.0962mm/y，可用于低温储罐。

目前，该系列高温熔盐已落地工业应用，在济源钢铁、宝武南通钢丝淬火生产线上作为传热流体，用于高强度钢丝制备，分别投用45吨、10吨，均已稳定运行半年以上。

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低熔点宽温域熔盐：适配光热升级与火电调峰

槽式太阳能热发电是技术最成熟、运行经验最丰富的路线。据吴玉庭介绍，全球已有26座槽式电站采用大规模熔盐蓄热，总装机容量超4GW，最长拥有18年商业运行经验，其中我国已建成190MW槽式光热电站。但传统槽式电站采用导热油传热+熔盐蓄热方案，集热温度低、效率与成本存在瓶颈。

行业发展方向是大开口槽式耦合低熔点熔盐传热储热：一方面大开口可减少回路数，降低散热与管路复杂度；另一方面熔盐替代导热油，可提高蒸汽温度、提升发电效率，同时集热管内部压力从1MPa降至2bar，传热介质寿命从3年延长至25年，冻堵风险大幅降低，系统可靠性显著提升。此外，线性菲涅尔熔盐传储热光热发电技术在国内已建成3座示范电站，同样对低熔点熔盐有明确需求。

在火电灵活性改造领域，熔盐储热已是首选技术路线。吴玉庭指出，当前投运的火电耦合熔盐项目多以对外供工业蒸汽为主，但大量纯凝机组没有热用户，熔盐释热产生的蒸汽必须回到火电系统参与高峰发电。相比接入给水加热器的方案，蒸汽直接进入主再热系统不受容量限制，调峰深度更大、升负荷作用显著、能源利用效率更高，是火电灵活性改造的发展方向。而超超临界机组主蒸汽温度达580-630℃，同样需要宽温域的低熔点高温熔盐支撑。

针对这一类场景，吴玉庭团队研发出三元硝基混合熔盐，熔点仅128℃，分解温度达637℃。与行业常用的Hitec盐相比，其分解温度高出超100℃，平均比热容、导热系数、储能密度均全面占优：储能密度达176kWh/t，是Hitec盐的两倍以上；显热蓄热材料成本仅27-40元/kWh，远低于Hitec盐的63-89元/kWh【详细参数见下图】。

80kg升降温中试实验验证，该熔盐在150℃至650℃全区间内流动性良好，无气泡与分解现象；历经500℃、550℃、600℃、650℃多轮反复升降温，熔点、初晶点、分解温度无显著变化。1kg样品1000h失重实验中，质量损失50.56g，长期稳定性可靠。

图：升降温中试可视化实验（80kg）-650℃

吴玉庭算了一笔账：

在火电电加热熔盐储热供工业蒸汽场景，采用该三元熔盐替代Hitec盐，熔盐用量可降低45%以上；

在释热蒸汽进入主再热的发电场景，熔盐用量可降低55%以上，储罐容积与用钢量同步减少，系统初投资大幅下降。

同时更高的释热温度让蒸汽参数可直接匹配主蒸汽，发电效率显著提升。目前该熔盐已在四川川润实验系统完成初熔与充注，正在开展30吨级中试实验。

图：在四川川润实验系统中完成了初熔和充注，正在开展30吨中试实验

在工程落地层面，低熔点熔盐已在多个火电改造项目中投用：

华能内蒙魏家峁火电抽汽加热熔盐储能调峰示范工程，采用240吨北工大研发的低熔点四元硝基熔盐，160℃即可实现循环，降到100℃仍呈浆糊状；

江苏国信靖江煤电耦合熔盐储热示范、华能德州180MWh熔盐储能项目、国能龙山730MWh调峰工程、国能宿州1000MWh调峰项目等，均验证了熔盐储热在火电灵活性改造中的价值。

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低温熔盐：赋能压缩空气储能提效

非补燃蓄热式压缩空气储能，是当前长时储能的另一热门赛道。吴玉庭介绍，近年来国内相继建成4座百MW级压缩空气储能工程，另有25个百MW级项目签约待建。2024年4月，湖北应城、山东肥城两个300MW压缩空气储能电站相继并网，合计贡献3.3GWh储能容量。

传统压缩空气储能多采用压力水储热，经济储热温度上限约150℃。采用熔盐耦合压力水储热，可显著提高膨胀机进气温度，将压缩空气储能往返效率提升2-3个百分点。2026年1月并网的江苏淮安600兆瓦熔盐耦合压力水蓄热式压缩空气储能项目，就采用了全球首创的“熔融盐+带压热媒水储热”技术路线，使用三元盐30000吨，储能量相当于240万千瓦时电化学储能电站。

图：江苏淮安600兆瓦熔盐耦合压力水蓄热式压缩空气储能项目

这类场景迫切需要可在150℃下限稳定运行、上限温度达400℃以上的低温宽温域熔盐。吴玉庭团队研发的低温三元混合硝酸盐，熔点低至98℃，分解温度582℃，正常液体使用温区覆盖150-550℃，完美匹配压缩空气储能的需求。

为验证长期可靠性，团队开展了多维度稳定性测试：150-300℃、350-500℃两个温区各1000次热冲击试验，熔点、初晶点均无明显变化；450℃恒温1000h试验，约500g样品质量损失仅0.525%，热稳定性表现优异。目前该低温熔盐已在华源前线低熔点熔盐储换热中试平台上完成长期运行测试。

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全链条技术布局，打通产学研落地

除了熔盐材料配方研发外，吴玉庭团队的技术布局覆盖了熔盐储热全产业链。

在材料强化方面，团队研发出系列低熔点熔盐纳米流体，在熔盐中添加纳米颗粒后，比热可提高20%以上，受迫对流传热系数提高40%，且具备长期稳定性。相关成果发表于太阳能领域顶级期刊，得到国际学界认可。

在基础理论与换热技术方面，团队建立了国内首个熔盐受迫对流传热试验台，首次获得熔盐光滑管内受迫对流换热通用试验关联式。该成果被美国爱达荷核能实验室两次大篇幅引用，推荐的6个熔盐传热公式被其作为唯一计算公式采用。同时团队开发了熔盐-水蒸发器、印刷电路板熔盐-CO₂换热器、缠绕管换热器、变截面浸没式熔盐电加热器等多款核心设备，已在工程中应用。

在腐蚀与防护领域，团队系统开展了多种熔盐对不同金属的静态、动态、应力腐蚀实验，掌握了腐蚀特性与机理，并研发出金属稳定抗腐蚀技术，可大幅提升金属抗熔盐腐蚀性能。

产业化方面，北京工业大学与冀中能源井陉矿业集团合资成立河北井矿新能源科技有限公司，注册资本5000万元，推进熔盐材料、设备与系统的产业化。公司可提供全系列熔盐产品、热物性检测、化盐初熔、熔盐净化、设备制造与系统安装等全链条技术服务，已通过高新技术企业、质量管理体系等多项认证。

同时，团队与行业多方共建研发平台：参与筹建国家能源用户侧储能创新研发中心，与浙江可胜高晟光热研究院共建高晟光热高温熔盐联合研发实验室，与中能建数科集团成立储热联合研究中心，与中船新能共建光热及热储能技术研发中心，打通从基础研究到产业落地的通道。

作为北京市长城学者、全球前2%顶尖科学家，吴玉庭带领30余人的研发团队，先后承担国家重点研发计划、973、863、国家自然科学基金等各类项目，累计获科研经费6814万元；发表熔盐相关SCI论文158篇，低熔点熔盐储热方向论文数量排名全球第一；授权熔盐相关发明专利36项，是国内熔盐传热储热领域的核心研究力量之一。

图：熔盐传热储热研发团队

吴玉庭在分享最后表示，熔盐储能正处于规模化爆发的关键节点，不同应用场景的技术分化会越来越明显，精准的材料选型是项目降本增效、安全运行的基础。北工大团队将持续推进全温域熔盐材料的迭代与工程化验证，为光热发电、火电改造、压缩空气储能等多场景提供可靠的材料与技术支撑，助力新型电力系统构建与双碳目标实现。