在内蒙古准格尔旗，漫长的海陆变迁不仅形成了沟壑纵横、峁梁起伏的地貌，同时也孕育了“地下煤海”的富饶资源。地处蒙、晋、陕交界，在沟壑峁梁间的魏家峁镇，一种新的能源力量正肆意向上生长着。当前，在构建新型电力系统的命题下，火电兜底保障的重要作用愈发凸显，提升机组调峰调频能力成为行业高质量发展的题中之义，熔盐储热则打开了火电深度调峰的一扇窗，让人们看到了储能带给电力系统的无限可能。
峁梁沟壑漾“新”风
来到华能魏家峁煤电公司的生产厂区，白色的熔盐储热装置矗立在主厂房北侧，与周围的储热水罐相得益彰。这是国内首台套60万千瓦及以上燃煤电厂耦合高温蒸汽熔盐储热系统示范工程。
“魏家峁熔盐项目建设之初的首要任务是提升煤电机组深度调峰的能力，让机组具备既能高也能低的能力。”谈及魏家峁高温蒸汽熔盐储热项目的缘起，魏家峁煤电公司副总经理齐建平表示。随着“双碳”目标的深入推进，为充分挖掘火电深度调峰能力，灵活性改造成为火电行业发展的主旋律，魏家峁煤电公司也一直在积极探寻火电机组改造的新路径。恰逢此时，西安热工院研发的高温蒸汽熔盐储热技术走进魏家峁煤电公司的视野中。2022年，魏家峁煤电公司与西安热工院一拍即合，迈出了“煤电机组+熔盐储能”的第一步。
“最初研发团队给出了三套方案，经过对比分析，结合魏家峁不需供热的特性，最终确定了‘熔盐储热+水储热’的技术方案。”西安热工院项目负责人成汭珅介绍。煤电机组耦合熔盐储热是利用熔盐在升温或降温过程中的温差来实现热能存储和释放：当机组在低负荷时，可将煤电机组产生的高温蒸汽通过梯级利用后储存于熔盐中；当机组在中高负荷运行时，再将储存在熔盐中的热量释放出来，直接用于机组发电的用热环节。
该技术方案具有适用范围广、绿色环保、安全稳定等优点，储热蒸汽的梯级利用，不仅极大提高了机组深度调峰的能力，保障了电网安全稳定运行的同时，也解决了低负荷时存在的脱硝烟温低、辅汽不足的问题，推动了火电行业的环保升级和可持续发展。
协同攻关打响发电熔盐耦合“第一枪”
魏家峁煤电公司与西安热工院的这场“强强联合”，打响了燃煤发电机组熔盐储热的“第一枪”，填补了我国“熔盐储热+热水储热”辅助煤电调峰调频的技术空白，也为魏家峁煤电机组灵活性改造打开了新思路。
不过，科技创新从来不是一蹴而就的，创新之路也并非一帆风顺。西安热工院与魏家峁煤电公司一同摸索，在熔盐储热这个新型储能领域蹚出新路。
“我们整个团队也是摸着石头过河，在发现问题和解决问题中不断进行迭代升级。甚至在正式投产前一个月，我们的熔盐模块还微调过一次。”成汭珅回忆说。虽然理论准备和前期开发工作都做得很好，但终试时由于规模的差异，实际效果与预期目标依然存在一定差距。为了保质保量如期完成任务，科研人员一丝都不敢懈怠，联调联试后，所有项目工程师均常驻魏家峁，直到看到试投运数据和效果的那一刻，工程师们悬着的心才放下来。
随着项目的持续推进，难题也接踵而至。作为以混合熔盐为储热介质的储能技术，熔盐储热系统的设计运行与熔盐介质种类紧密相关。为此，华能结合各大高校优势科技，研发出具有自主知识产权的液固两相蓄热材料和低温四元配方新型熔盐，架起了产学研用的桥梁。“虽然近年来熔盐储热技术在光热发电领域广为熟知，但与煤电机组耦合却鲜少应用。”成汭珅表示，光热发电领域的熔盐主要为二元盐，我们与北京工业大学等高校一道，创新性地将四元盐研发成果应用到煤电机组耦合中，使熔盐具备更低熔点、更宽液体温域、低腐蚀性的优势。
来到储热阀门隔壁的集控室设备间，笔者看到，运行人员正通过数字运行平台有条不紊地观察着储热系统各个部位的温度、压力等运行数据。在看似简单的储能罐外表之下，熔盐储热系统内部构造却极其复杂。为了更好地适应新运行系统带来的改变，在正式投产之前，魏家峁煤电公司对集控中心、运行和巡视检修人员开展了一场为期两周的全员专项培训。“对于大部分职工而言，熔盐储热尚属新事物，我们一方面通过理论知识、工艺流程、操作规程等加强员工培训，同时，在培训过程中还会进行应急演练，提升突发事故应对处理能力，守住安全生产的底线和红线。”魏家峁煤电公司运行部部长韩丽明强调。
从“魏家峁实践”走向“全国经验”
在各方联合攻关下，2023年5月，国内首套66万千瓦煤电机组耦合蒸汽熔盐储热调峰示范项目在华能魏家峁煤电公司成功投运，打造了熔盐蒸汽储热技术在火电灵活性改造领域的新范式。
“投运消息一出，我的电话都被打‘爆’了，系统内外的同行都想打探效果。”作为最早参与项目的人员之一，魏家峁煤电公司生产管理部陈康乐激动地说。
如今时隔一年，又是一年五月天，绽放在黑色大地上的纯白之花依然夺目。“大规模熔盐储热系统与火电机组的耦合应用，不仅优化了火电运行模式，还降低燃煤消耗，延长设备的使用寿命，实现经济效益的最大化。”陈康乐还算了一笔账，项目运行后，机组调峰的额定负荷从60%提升到75%，机组负荷响应速率提升0.5%额定负荷/分钟以上，全年可增加新能源消纳电量6亿千瓦时，节约燃煤18万吨，减排二氧化碳30万吨，理想状态下每年可为全厂增加收益超1000万元。
熔盐蒸汽与火电机组的耦合创新，不仅成为魏家峁探索全面参与电网调峰辅助服务的有力支撑，项目的建成及投运也成为新型储能落地的急先锋，为国内同类型燃煤发电机组深度调峰改造提供了全新的解决方案。“目前，一批熔盐储热火电灵活性改造项目已经开始推进，华能在德州、海门等电厂的熔盐储能项目建设规划已经启动，下半年，北方公司达拉特旗增量配电网熔盐储热项目也将有新的进展，当然还有江苏苏龙热电等部分华能系统外的公司也在与我们接洽。”成汭珅表示。更重要的是，随着应用规模的不断扩大，对储能装置、烟气加热器等下游产业的带动和促进作用也大大增强，将有力推动全产业链的协同合作与技术融合。
可以说，这支从魏家峁盛放的花，正在更多的地方生根发芽。华能魏家峁煤电公司将新质生产力的“魏家峁实践”砺行致远，把百炼成钢的熔盐储热经验输送到各地电力系统，让“产学研用”协同的智慧成为推进“风光火储”一体发展的力量，汇聚起新质生产力蓬勃向上的澎湃动能！
笔者手记
五月是什么颜色？
暮春浅夏，缱绻的春风还未走远，初夏的烂漫已跃上枝头。在华能魏家峁煤电公司，五月，是蜿蜒流动的黑，蓬勃跳跃的绿，是一望无垠的白，也是澄澈浩瀚的蓝。
在华能魏家峁，有煤电机组里燃烧着的“黑”色煤炭和储能罐中流动着的“白”色熔盐，这里有最优质的煤炭资源，也有最硬核的能源科技，这里集聚着能源由现在向未来的强大力量。
在华能魏家峁，成片的光伏板下绿浪绵延，形成独具魏家峁特色的绿色经济，绿草无边际、青山多妩媚，“绿水青山就是金山银山”的声音响彻峁梁沟壑间。
在华能魏家峁，我看到澄澈浩瀚的“蓝”图，一辆辆智能驾驶换电卡车正从这里驶出，智能化矿山的蓝图在这里绘就，新的能源希望在这里升腾。
在魏家峁，我真实地感受到黑色的血液与绿色的脉动，也更加真切地体会到中华之能所蕴含的巨大能量，深刻把握发展新质生产力的底层逻辑，华能在黑与白的底色中，开出绿色的花、长出红色的果实、绘就宏伟“蓝”图，一幅波澜壮阔的能源画卷正徐徐铺开。（文｜武新苗 摄｜张志强 田龙飞 张静 供稿：中国华能）