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——熔鹽新材料“金融+”回收循環利用，助力儲能新業態高質量發展

熔融鹽作為近年伴隨著光熱發電儲熱技術的發展應用，越來越被能源領域熟知和認可，結合“碳達峰、碳中和”生態綠色低碳發展的需要，新能源的發展邁入快車道，熔鹽儲能作為高安全、大容量、低成本、高可靠、長壽命、易回收的新型儲能技術形式，正在逐步被電力系統中“源、網、荷、儲”各環節所采納應用。

目前在太陽能光熱發電領域應用最廣泛成熟的熔鹽材料，即被稱作太陽鹽的二元鹽，二元鹽由質量比為硝酸鈉60%（NaNO3）和硝酸鉀40%（KNO3）組成,熔鹽的工作溫度可達600℃。

在化工領域應用最廣泛的熔鹽材料主要是三元鹽，常規三元鹽由質量比為硝酸鉀53%（KNO3）+亞硝酸鈉40%（NaNO2）+硝酸鈉7%（NaNO3）組成，熔鹽的工作溫度可達425℃。

國際上成熟的工業領域應用低熔點（HitecXL）三元鹽成本更低，由質量比為硝酸鉀45%（KNO3）+硝酸鈣48%（CaNO3）+硝酸鈉7%（NaNO3）組成，針對槽式導熱、工業蒸汽應用、火電廠調峰熔鹽儲能是最佳的技術形式。

針對國內從目前的應用情況來看，首批太陽能光熱發電項目二元鹽應用總量達到14.63GWh，系統設計配置比較完備，相關企業專家介紹熔鹽材料在運行一段時間后，性能越來越穩定，系統設計氮封裝置保護，但隨著化工原材料的不斷上漲，和儲能材料成本下降的趨勢出現矛盾。

針對化工領域或者工業熔鹽鍋爐來看，針對目前國內應用的三元鹽來說，問題就會比較多，很多客戶反饋每年都需要進行補充部分熔鹽，且極易出現煮鹽過程中熔鹽氣泡并存現象，結合相關項目情況，目前導致的主要因素為，熔鹽核心材料的純度不能滿足熔鹽的運行需要是最大的主要因素，系統的設計配方的精準控制，使用過程中的超溫揮發導致熔鹽材料的配比發生諸多變化，算是綜合諸多因素的影響，如何有效避免和解決相關問題，是需要更多專業核心材料提供商從材料的質量純度入手，更需要核心技術提供方從化鹽到系統的運行溫度管控，氮封或者其他保護措施的加強等因素協同解決一系列問題。

運行中的材料性能配比檢測，補充原材料的配比合理性都是需要專業公司來協助用戶解決的途徑，并非是簡單的按照原始配比進行補充，更需要系統設計避免超溫的現象發生，加熱爐的優化設計也是為這類市場發展必須要保障的有效措施。

接下來我們一起探討如何保障熔鹽儲能系統的穩定發展保障，以目前和未來發展最具前景的二元鹽為例。

其中硝酸鈉是一種無機物，化學式為NaNO3，分子量84.99，吸濕性無色透明三角系晶體，加熱至380℃時分解，極易溶于水、液氨，能溶于甲醇和乙醇，極微溶于丙酮，微溶于甘油，溶于水時吸熱，溶液變冷，水溶液為中性。

硝酸鉀是一種無機化合物，俗稱火硝或土硝，化學式為KNO3，是鉀的硝酸鹽，為無色透明斜方晶體或菱形晶體或白色粉末，無臭、無毒，有咸味和清涼感；在空氣中吸濕微小，不易結塊，易溶于水，能溶于液氨和甘油，不溶于無水乙醇和乙醚。

硝酸鉀是一種無氯氮鉀復肥，具有高溶解性，其有效成分氮和鉀均能迅速被作物吸收，無化學物質殘留。

參考熔鹽（二元鹽）物性參數如下：

目前熔鹽儲能新材料的性能指標要求，為產品的穩定應用提供了強有力的性能保障，影響熔鹽腐蝕關鍵的核心因素主要是硝酸鉀中的氯離子、鎂離子、硫酸鹽等雜質的含量影響產品的性能和穩定性，和對儲罐、管道、閥門、泵等材質的腐蝕速率影響極大，如果控制好產品的質量穩定是至關重要的保障條件。

以下為光熱電站對熔鹽儲能材料硝酸鉀產品的技術要求參數。

國內高純硝酸鉀產品制造商，隸屬于山西常晟新能源集團的兩家子公司山西沃錦新材料、交城并盛化工產品指標參數都遠遠超出國際先進企業水平，實現熔鹽儲熱核心原材料產品的進口替代。先進技術工藝制造出優質的產品質量，是滿足光熱發電領域熔鹽儲能的必備條件。

我國目前硝酸鉀生產工藝，硝酸鉀生產方法有傳統的轉化法、硝酸分解氯化鉀法和離子交換法等多種工藝。讓我們探究一下，沃錦新材料是如何利用先進技術工藝，滿足高純產品指標的保障。公司均采用連續式離子交換法生產硝酸鉀，為了克服固定床離子交換技術存在的這些“濃度脈沖”現象,美國先進分離技術公司(Advanced Separation TechnologiesInc，簡稱AST)開發了連續式離子交換技術，并稱作為ISEP。

采用氯化鉀和硝酸（或硝酸銨）熔鹽在ISEP的連續式離子交換中通過強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂為交換劑，它是在苯乙烯-二乙烯共聚基體帶有磺酸基的離子交換樹脂，它具有交換容量高、交換速度快、機械強度好等特點。

交換樹脂是利用將其自身所帶的某種離子和電解質溶液同類型的離子互相交換的原理，實現離子交換，發生吸附和洗脫反應，副產物氯化鋇可以循環再利用。此種工藝的采用循環洗脫雜質的方法，能夠一次性得到高純度硝酸鉀產品，也是目前為止，高品質高純度硝酸鉀制造工藝最佳的解決工藝技術。

表：國內首批光熱發電示范項目案例

公司累計提供首批光熱發電項目高純度硝酸鉀產品70%以上份額，直接提供中電工程哈密50MW項目、首航節能敦煌100MW項目、魯能格爾木50MW項目、中船烏拉特中旗100MW項目等、蘭州大成敦煌50MW項目（屬于OEM供貨）熔鹽新材料產品供貨。

山西沃錦新材料股份有限公司同交城并盛化工有限公司都隸屬于山西常晟新能源集團公司，是專業的高純度熔鹽核心材料提供商，依托先進離子交換工藝，制造優質產品應用到首批光熱發電示范項目上面，作為“新能源+儲能”應用技術的核心原材料制造商，兩家公司同時入選山西省2021年“專精特新”中小企業名錄，并盛化工更選入山西省2021年“專精特新小巨人”企業名錄，作為儲能新材料新業態新發展模式創新的代表，研究開發更高純度熔鹽新材料產品，應用到更高工業領域，化學鋼化玻璃硝酸鉀產品制造供應行列，實現沃錦新材料、并盛化工雙品牌高質量發展新領域。

科技創新支撐企業向更高品質邁進的同時，公司也在研究開發熔鹽儲能新材料二元鹽，硝酸鉀、硝酸鈉一次成型制造技術工藝，目前已經完成產品工藝打通，完成小批量試制階段，預計在不久的將來，公司依托不斷創新進取的創新技術思維，能夠提供更低成本的高品質熔鹽系列產品。

公司的創新不僅僅是僅靠產品一條主線，基于“雙控、雙碳”背景下的構建低碳能源體系大背景下，結合構建以新能源為主體的新型電力系統發展進程中，山西沃錦新材料在國內率先提出，從熔鹽儲能新材料的提供商，到熔鹽儲能新材料的綜合利用回收商躍升，在保證自己產品的穩定供貨，并時刻關注客戶的熔鹽使用狀態，結合儲能項目的生命周期籌劃回收熔鹽產品的循環再利用模式。

為落實2030年前碳達峰行動方案技術的跨界應用，推進熔鹽儲能供熱和發電示范應用，提供核心材料的全生命周期和循環回收延續利用價值，為項目的一次性投資降低成本，充分利用金融工具的搭配，降低材料的成本同時發掘產品殘值的最高價值。支撐山西常晟新能源集團公司的熔鹽儲能供熱和發電跨界應用，提供核心原材料的最低成本保障。

山西沃錦新材料熔融鹽、并盛化工鉀天下“雙品牌”愿意與大家一起，為太陽能光熱發電領域、熔鹽儲能工業領域及燃煤機組熔鹽儲能改造領域，提供最優質的熔鹽新材料支撐保障服務，并共同探索通過“金融工具助力”、“熔鹽材料回收”等多種創新模式，來共同快速降低熔鹽儲能材料的成本下降50%的目標努力，共同一起推動快速下降熔鹽材料成本策略。

注：本文由山西常晟新能源科技王工（13810518839）供稿，歡迎行業朋友聯系交流。