与光伏和风力发电相比，太阳能热发电由于可以跟低成本大规模的高温蓄热相结合，因此可产生连续稳定可调的高品质电能，不会对电网造成冲击，可以承担电网的基础负荷，能够成为将来的主力能源。按照《Solar Thermal Electricity Global Outlook 2016》、《 Energy Technology Perspective2010》 (能源技术展望2010)等报告预测，2050年世界太阳能热发电累计安装容量将达10亿千瓦以上，乐观估计可达16亿千瓦，每年国际市场容量高达5000~9000亿元，每年混合熔盐市场高达400亿元以上。我国十三五规划，到2020年我国太阳能热发电装机容量达到500万千瓦，市场容量预计1500亿元，国内混合熔盐市场以及高达150亿元以上。
北京工业大学吴玉庭教授和他的团队对熔盐传热蓄热技术的研究已达到国际先进水平，在熔盐传热蓄热系统示范及工程应用中也取得了很好的效果。本文根据吴玉庭教授“熔盐传热蓄热技术的发展和工程应用”的专题报告整理，以供参考。
一、熔盐是高温传热工质的最佳选择
熔融盐（简称为熔盐），是盐的熔融态液体，通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体，通常把熔融无机盐称为熔盐。广义上的熔融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。
根据对比下表中不同传热工质的优缺点，可以发现，熔盐代替导热油是解决热工水力学问题的根本技术途径。
二、熔盐高温传热应用
1、熔盐蓄热储能技术
从上图比较中：抽水蓄能、压缩空气和储热三种物理蓄能技术的容量、成本和寿命指标都具有绝对优势。蓄热储能是目前熔盐比较有前景的应用方向，具有容量大、成本低和寿命长等优势。双罐高温熔盐显热蓄热是成熟可靠的大规模蓄热技术。
例如，于2007年投产的西班牙50MW Andasol1号电站，采用了28500吨熔盐进行蓄热，蓄热时长7.5小时，熔盐罐直径36米，高14米。若不蓄热：年发电小时数2000小时，年发电量100GWh；蓄热7.5小时，年发电小时数提高至3600小时，发电量可达180GWh。
图：西班牙Andasol电站熔盐蓄热罐
目前全球总共有20余座槽式电站（约2000MW) 采用了大规模熔盐蓄热技术，最长已有10年的商业运行经验。最早商业化运行的西班牙19.9MW Gemasolar塔式电站采用15小时的熔盐大规模蓄热，在7月份实现了24小时发电。美国已建成的110MW Crescent Dunes 塔式电站也采用熔盐大规模蓄热技术。这些都表明双罐高温熔盐显热蓄热是成熟可靠的大规模蓄热技术。
图：西班牙部分槽式电站
2、熔盐传热蓄热太阳能热发电技术
太阳能热发电的电力输出优于光伏发电，因为太阳能热发电可与低成本大规模熔盐蓄热结合，可提供连续稳定可调的高品质电能。太阳能光伏发电只能与蓄电结合，但目前蓄电成本太高，无法大规模蓄能，光伏发电不稳定，对电网冲击大，熔盐解决了大规模传热蓄热问题。阳光+熔盐是人类能源问题的最终解决方案，这是大自然的恩赐。到2050年，全球太阳能热发电装机容量有望达到10.89亿千瓦，产生电力占总发电量的11.3%，二氧化碳减排的贡献率达到7%。
3、热电厂熔盐蓄热技术
国外特别是北欧一些国家，在热电厂中就应用了较多的水蓄热设备。如丹麦哥本哈根SRAVEDORE热电厂就建设了24000立方米的水蓄热罐。据了解，目前世界上最大的水蓄热器已做到30000立方米。
与水蓄热相比，熔盐蓄热具有以下优势：
1）体积蓄热密度是水的8倍，同等蓄热容量情况下，熔盐蓄热罐是水蓄热罐体积的八分之一，占地面积小；
2）蓄热系统初投资可降低20%以上；
3）熔盐蓄热温度高，品位损失小。
三、在熔盐领域的研究和开发
下表是北工大团队的一些项目。我们研究项目有2项国重点研发计划项目课题，4项973项目课题，3项863或支撑计划课题，3项国际合作项目，5项国基金项目等。熔盐传热蓄热发表论文方面，发表熔盐SCI国际英文期刊论文28篇，国际会议论文22项，国内期刊论文24篇。获得授权发明专利15项，公开发明专利9项。
四、取得的创新型成果
1、配制了二百多种混合熔盐配方，优选获得了系列不同温度范围的混合熔盐优化配方。
图：北工大配制的各种低熔点低成本混合熔盐与常用熔盐的性能对比
2、测定了不同组分熔盐在不同温度下的热物性参数，获得了试验关联式，揭示了温度、组分与混合熔盐热物性的关联机制，提出了混合熔盐热物性参数的推算方法。
3、测定和数值模拟了熔盐受迫对流、自然对流和混合对流的换热系数，获得了通用关联式，被美国爱达荷试验室作为唯一熔盐传热计算公式推荐使用。
4、熔盐传热蓄热设备的研发。掌握了大容量电加热器、熔盐蓄热罐、熔盐换热器、熔盐融化混合填充等关键设备的设计技术，成功研制了样机，并投入应用。
5、熔盐传热蓄热系统的研发与示范。提出了基于熔盐传热蓄热的Bright China太阳能热发电整体解决方案、燃气轮机叶片冷却、独立熔盐蓄热电站、混合熔盐蓄热式集中低谷电供暖技术、混合熔盐蓄热式电暖器、熔盐热管等专利技术，成功进行了分布式太阳能热发电和熔盐蓄热式供暖系统的示范。
在河北沧州和辛集分别建成了10kW单螺杆膨胀机分布式太阳能热发电示范工程和全球首个低谷电加热熔盐蓄热绿色供暖示范工程。
1）10kW单螺杆膨胀机分布式太阳能热发电示范工程
该示范工程槽式聚光镜500 m² ，输出功率: 10 kW，使用熔盐50 吨，蓄热容量为2MWh ，熔盐罐尺寸为Φ4.6*2.2m；年发电40000度。
2）河北辛集崇阳小区全球首个低谷电加热熔盐蓄热绿色供暖示范工程
该工程供暖面积7.5万m²，使用450吨低熔点熔盐； 热（冷）盐罐尺寸为 Φ8×4.5m；蓄热容量: 37 MWh ，电加热器功率: 6343kW，熔盐-蒸汽发生器功率：2642kW。
北工大的熔盐传热蓄热技术获得2016年度全球可再生能源领域最具投资价值的领先技术蓝天奖。
五、在工程应用中优势
通过多年的研究及工程应用，我们认为：
1、熔盐是一种性能优良的高温传热蓄热介质，在核电、太阳能热发电、弃风弃光熔盐蓄热式供热、熔盐蓄热调峰电站、间歇高温工业余热蓄热、高温工业传热、燃气轮机叶片冷却等领域都有应用价值，市场空间巨大。
2、低成本高性能混合熔盐的配制与热物性研究是高温熔盐传热蓄热的关键科学问题和核心技术，特别是低熔点、高分解温度、宽液体温度范围、高稳定性、低腐蚀、高比热等混合熔盐配方。
3、熔盐强化传热及其熔盐传热蓄热装备的研发是高温熔盐传热蓄热的另一关键科学问题及核心技术，包括各种熔盐对流传热机理及其强化技术、熔盐换热器、大容量熔盐电加热器、熔盐蓄热罐、熔盐泵、熔盐吸热器、熔盐槽式真空集热管等。
博士，研究员，博士生导师，北京工业大学传热与能源利用北京市重点实验室主任，传热强化与过程节能教育部重点实验室副主任，北京工业大学学术委员会委员，中国无机盐协会熔盐储能专业委员会副主任、中国化工学会储能专业委员会委员、北京市北京理化分析测试技术学会热分析专业委员会理事、《Journal of Thermal Science》和《储能科学与技术》杂志编委等。
自2002年12月起就职于北京工业大学环能学院，主要从事热能动力工程的教学科研工作，主要研究方向为高温高热流传热蓄热、低品位能源高效热功转换，先进制冷技术、太阳能热发电等。先后荣获北京航空航天大学优秀博士学位论文和全国优秀博士论文提名奖；北京市科技进步三等奖1项（排名第二）和全国发明博览会银奖。发表论文200余篇，其中SCI收录60篇，EI收录115篇，ISTP收录20篇；统计到2017年2月，发表SCI论文被SCI他引近622次，单篇最高他引72次。获得授权专利80项，其中授权发明专利28项，美国专利1项。先后在国际学术会议上做主旨报告8次，参与了《空调通风系统清洗规范》GB19210-2003和《一般用喷油单螺杆空气压缩机》GB/T 26967-2011国家标准的起草。参与了《重大节能技术示范和产业化工程》、《‘十二五’战略性新兴产业发展重点咨询研究—节能领域》等国家产业规划等相关文件的编写。协助马重芳教授组织编写了《工程热物理学科发展报告2007-2008》，《工程热物理学科发展报告2009-2010》中《传热传质学科发展》专题报告。
