2025年,熔鹽儲能商業化應用加速發展。
2025年新增投運的熔鹽儲能型光熱發電項目共9個,總裝機900MW,較2024年(3個/250MW)增長逾兩倍;新增投運的非光熱發電熔鹽儲能應用項目共3個,較2024年有所減少,但單個項目的熔鹽儲熱規模實現成倍增長。
熱潮之下,安全問題更需格外重視,這關乎整個行業的發展根基,一旦發生重大安全事故,將對行業發展帶來嚴重影響。
光熱電站熔鹽安全事故
2016年10月,彼時全球裝機最大的熔鹽塔式光熱發電項目新月沙丘電站發生了一起熔鹽罐熔鹽泄露事故,導致該電站停運,后續又多次發生一系列泄露等運行事故,最終導致2020年項目開發商SolarReserve破產,電站停運。
2016年底,全球首座可實現24小時發電的太陽能電站西班牙Gemasolar塔式光熱電站的儲罐泄漏,產生修復費用高達900萬歐元左右(不包括售電收入損失)。
2024年2月,摩洛哥NOOR III塔式光熱電站發生熔鹽泄漏事故,罐體結構、混凝土基礎受損,全面停運,停運時長超過一年,損失超過5000萬美元。2025年4月,原罐應急修復完成,恢復并網運行;
為了從根本上解決原罐的結構損傷、設計缺陷,根治安全隱患,2026年2月,中國企業藍科高新承接的新建優化型熱熔鹽罐主體落罐,截至目前,電站仍使用修復后的原罐維持并網運行,新建儲罐推進后續收尾與調試的狀態。
非光熱熔鹽儲能應用安全事故
2023年5月7日,河南豫能控股股份有限公司所屬鶴壁豐鶴發電有限責任公司與華潤電力所屬潤電能源科學技術有限公司合作的熔鹽儲熱項目發生熔鹽高溫爆裂事故,造成1人死亡,13人受傷。

該事故直接導致國家能源局綜合司下發《關于開展熔鹽儲熱等能源綜合利用項目安全排查的通知》,由此帶來多個在建熔鹽相關項目緊急排查,工期延長;多個擬建項目終止。
據官方公布的調查報告,認定該事故的直接原因是電焊作業人員在對2#儲能模塊東側外壁進行保溫釘焊接時導致局部高溫,引起模塊內相變材料爆炸。爆炸材料為#2儲能模塊內的相變材料(硝酸鈉61%+乙酸鈉39%)。
從材料角度,涉事儲熱材料采用硝酸鈉(強氧化劑)-乙酸鈉(有機羧酸鹽,強還原性可燃組分)復合熔鹽體系,將氧化劑與還原劑在配方內直接混合,形成了本質不穩定的含能體系。焊接作業的高溫傳入模塊后,該體系無需外部可燃物,即可在密閉空間內發生劇烈的自加速氧化還原反應,釋放大量熱量與氣體,體系溫度與壓力呈指數級攀升,最終引發劇烈爆炸,這是事故發生的核心材料根源。
另一個案例是:國內某電廠熔鹽儲熱火電靈活性改造項目進入運行階段后,因熔鹽材料選擇問題,出現嚴重熔鹽泄露事故,最終導致全部更換為常規的Hitec三元鹽。
為何發生&如何避免?
當前光熱發電熔鹽儲能項目均采用60%硝酸鈉+40%硝酸鉀組成的二元熔鹽,目前已知的相關事故均為熔鹽泄露或凍堵導致。
在非光熱熔鹽儲能應用領域,目前成熟的三元鹽是53%硝酸鉀+40%亞硝酸鈉+7%硝酸鈉組成的混合硝酸鹽(Hitec鹽)。上述兩起事故采用的均不是Hitec鹽,其事故原因主要可以歸因于采用了不成熟的熔鹽材料。
首先強調一點,常規的二元熔鹽僅為高溫氧化劑,無還原性可燃組分,本身不燃不爆,是行業公認的安全儲熱介質,這是其能實現大規模商業化應用的前提。
但應用于熔鹽儲能系統,其又具有明顯的缺點:
1、二元熔鹽與水極端不相容:二元熔鹽的常規工作溫度為290-560℃,遠超過水的沸點(100℃)和臨界溫度(374℃)。水一旦接觸高溫熔鹽,會在毫秒級時間內被加熱至超臨界狀態,極端情況可產生蒸汽爆炸。
因此,從材料本身要嚴格控制水含量,國標GB/T 36376-2018《太陽能熔鹽(硝基型)》(Ⅰ類產品)規定,水分含量應低于0.10%。
另外在實際化鹽和項目運行過程中,要嚴防過量水分侵入。
2、腐蝕是導致泄露的根源,熔鹽材料自身攜帶一部分氯離子、鈣離子、鎂離子等雜質,氯離子是導致腐蝕的主要原因,鈣鎂離子則是導致熔鹽系統結垢堵塞的主要原因。
國標GB/T 36376-2018對上述離子雜質的含量進行了規定,材料本身首先要符合國標規定。
同時,在低溫(約200~350℃)環境下,二元熔鹽具有強吸濕性,帶入的水分會與熔鹽中氯離子、硫酸根等雜質共同形成酸性環境,從內部侵蝕金屬;在高溫(超過565℃)下,熔鹽發生熱分解生成亞硝酸鹽與弱酸性氣氛,腐蝕性顯著增強,加速設備材料失效。
因此,二元熔鹽材料的腐蝕性是導致熔鹽泄露的主要原因。熔鹽泄露常發生的地方在:吸熱塔出口565℃高溫熔鹽主管道焊縫、熱熔鹽儲罐環向/罐底焊縫、熔鹽-蒸汽換熱器管板與管束、閥門法蘭密封面、熔鹽泵軸封處。
為此,要盡力避免發生泄露,首先要嚴格控制熔鹽材料的雜志含量,確保材料質量;其次要在設計、施工、運行過程中對易泄露點進行特殊處理,如儲罐采用抗疲勞設計,充分校核晝夜大溫差、頻繁啟停的循環熱應力,罐底設置多層隔熱結構+分布式溫度場監測,避免基礎溫差變形導致的焊縫撕裂。
對于熔鹽儲能系統的結垢堵塞問題,結垢問題首先要嚴控鈣鎂離子含量,預防凍堵問題則應考慮全系統(含排放管路、儀表管路)設置雙回路冗余電伴熱+雙電源供電,確保單點故障不影響整體伴熱效果。
要控制各類雜質的含量,除了熔鹽材料本體的質量要過關之外,還需要在化鹽、運維層面持續發力:
化鹽過程中要對熔鹽進行精細化處理,避免新增雜質混入、同時過濾現有雜質,全力提升熔鹽純度。
項目運維層面,國內部分項目的運維團隊已經建立了熔鹽品質全周期監控體系。通過在線傳感器實時追蹤熔鹽水分含量、氯離子濃度及亞硝酸鹽分解產物等關鍵指標,結合智能算法動態調整系統升溫曲線與運行溫度,有效規避了熔鹽水解與熱分解帶來的安全風險。
此外,項目運行中的細節管控同樣不可或缺。定期檢測熔鹽成分、及時清除雜質,定期對設備進行巡檢和腐蝕檢測、科學評估設備剩余壽命,針對熔鹽泄漏、溫度異常等突發情況完善操作規程、強化應急演練,才能確保出現問題時快速響應、有效處置。
針對非光熱熔鹽儲能應用領域,如目前市場較為火熱的火電靈活性改造市場,應盡量選用經驗證的成熟三元鹽,選用其他組分的熔鹽產品時要嚴加論證,從材料源頭確保安全。同時,在項目的設計、施工、運維過程中,與光熱電站類似,同樣應建立完善科學的安全防控體系。
??? ???
總之,避免熔鹽儲能系統安全事故,需以全生命周期閉環管控為核心:從源頭嚴控熔鹽的選型與配比;在系統設計、施工、運行過程中建立科學操作和管理體系,對易發生問題的點特別關注,完善專項應急預案與標準化運維規程,強化人員專項培訓與預測性運維,從根源遏制凍堵、結垢、腐蝕泄漏、超溫分解、遇水暴沸等核心事故風險,保障系統長周期安全穩定運行。
