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圖：華強(qiáng)兆陽張家口一號15MW光熱示范電站

　　李維：我們對集熱系統(tǒng)及DSG系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行了近一年的測試運(yùn)行、改進(jìn)和驗(yàn)證，初期確實(shí)發(fā)現(xiàn)了常規(guī)集熱管無法適用于我們的集熱系統(tǒng)，但經(jīng)過詳細(xì)的測試試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，并非真空集熱管主體存在問題，只是集熱管附件設(shè)計(jì)未考慮HLIACS聚光系統(tǒng)的實(shí)際使用條件而已，經(jīng)過和集熱管廠商的共同努力，現(xiàn)在這一問題已經(jīng)得到很好的解決，目前可以證明在HLIACS聚光系統(tǒng)200倍的光強(qiáng)環(huán)境下，多家國產(chǎn)的真空集熱管產(chǎn)品均可初步滿足我們的使用要求，經(jīng)過改進(jìn)的集熱管已經(jīng)批量安裝并有超過3個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行，目前沒有再發(fā)現(xiàn)爆管現(xiàn)象，質(zhì)量表現(xiàn)穩(wěn)定，集熱管的彎曲程度、失真空比例等指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于一些槽式電站案例的披露信息。目前可以說，兆陽HLIACS聚光集熱系統(tǒng)中的水工質(zhì)傳熱部分已經(jīng)達(dá)到了類似常規(guī)蒸汽鍋爐的成熟度，能夠穩(wěn)定可靠地生產(chǎn)13MPa、450℃的高品質(zhì)過熱蒸汽，并且系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于導(dǎo)熱油或熔鹽聚光集熱體系。

　　對于DSG技術(shù)儲熱難這一問題，我們則通過獨(dú)有的固態(tài)混凝土儲熱技術(shù)成功地予以解決。

　　CSPPLAZA：當(dāng)前主流的儲熱技術(shù)為熔鹽儲熱，你們?yōu)楹芜x擇了固態(tài)混凝土儲熱技術(shù)？是否太過大膽超前？

　　李維：我認(rèn)為熔鹽儲熱系統(tǒng)反而是一個(gè)較為大膽的技術(shù)路線選擇，從建設(shè)成本和運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)上看，并不符合我們追求的安全可靠、平價(jià)上網(wǎng)的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

　　熔鹽儲熱系統(tǒng)的建設(shè)成本較大受限于熔鹽使用量、鋼材用量及專業(yè)泵閥組件等等。鋼材和熔鹽均屬工業(yè)基本原料，成本下降空間極為有限。一個(gè)50MW級、帶有長時(shí)間儲熱能力的槽式電站的熔鹽采購成本往往就高達(dá)上億元，并且配套設(shè)備中如熔鹽泵等目前只能進(jìn)口，成本高昂。

　　再者，熔鹽系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)相對較大，除了每天都有一定的溫度變化外，高溫狀態(tài)下，高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐的反復(fù)充滿和排空會(huì)對罐體帶來較大的交變應(yīng)力，對罐體材料的高溫抗疲勞和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、焊接組裝施工等各方面的要求將非常之高。一旦出現(xiàn)泄露，可能就要整罐甚至整個(gè)電站退出運(yùn)行進(jìn)行維修，時(shí)間動(dòng)輒數(shù)月，損失巨大難以承受。目前國際上已經(jīng)發(fā)生了多起熔鹽罐泄漏事故，造成了巨大損失，給這種儲熱技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模發(fā)展蒙上陰影。

　　我們也是對熔鹽儲熱系統(tǒng)進(jìn)行了一些研究及試驗(yàn)后，感到風(fēng)險(xiǎn)較大不敢冒進(jìn)，才決定另辟新路，最后選擇了混凝土儲熱。

　　圖：已完工的配方混凝土儲熱系統(tǒng)

　　混凝土儲熱系統(tǒng)從建設(shè)成本上看，儲熱工質(zhì)主體為混凝土，原材料為水泥、砂石和其他少量添加材料，一體化的換熱通道為普通水蒸氣管道，整體成本穩(wěn)定可控，較熔鹽系統(tǒng)有很大比例的成本優(yōu)勢。

　　從運(yùn)行安全上看，混凝土儲熱系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)凍堵或超溫、超壓現(xiàn)象；整個(gè)系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，基本上就像是一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)過溫、沒有煙氣侵蝕的鍋爐，簡單又安全；換熱介質(zhì)中間添加增強(qiáng)換熱結(jié)構(gòu)能顯著改善導(dǎo)熱能力和匹配膨脹效果，并且實(shí)際投入運(yùn)行后混凝土儲熱體每天工作運(yùn)行溫度波動(dòng)范圍僅僅在40℃以內(nèi)，且溫度變化速率極低，對混凝土來說基本屬于正常工況，經(jīng)過長期系統(tǒng)疲勞循環(huán)實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)度指標(biāo)依然良好，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足使用要求，并通過了權(quán)威機(jī)構(gòu)測試。

　　即使在長期運(yùn)行后在軸向長度上出現(xiàn)部分裂縫，也完全不影響徑向傳熱效果，并且混凝土儲熱塔的整體強(qiáng)度依然穩(wěn)定，安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般建筑物標(biāo)準(zhǔn)，就算在極端的在大波動(dòng)范圍的高低溫循環(huán)后，也不會(huì)出現(xiàn)坊間擔(dān)心的混凝土“碎了”的情況。

　　從運(yùn)行穩(wěn)定性上看，混凝土儲熱材料沒有冷凝凍結(jié)風(fēng)險(xiǎn)，對多云陰雨雪天氣極不敏感；且因自身基礎(chǔ)溫度高，即使連續(xù)陰雨雪天氣，汽輪機(jī)仍可保持至少連續(xù)超過7日不間斷運(yùn)行，有非常大的安全穩(wěn)定性優(yōu)勢；而熔鹽儲熱系統(tǒng)遇到陰雨天則需要外部能源加熱，以保持在最低安全運(yùn)行溫度之上，運(yùn)維代價(jià)很大，對多變天氣的適應(yīng)能力不足。

　　CSPPLAZA：兆陽光熱技術(shù)體系中類似土地綜合利用、鏡面清洗及雨水收集等很有特點(diǎn)，這些實(shí)用化設(shè)計(jì)的出發(fā)點(diǎn)在哪里？

　　李維：這類實(shí)用化設(shè)計(jì)在兆陽光熱技術(shù)體系中有很多，都是在充分分析中國自然環(huán)境、資源及市場特點(diǎn)后進(jìn)行針對性開發(fā)的成果，目的就是規(guī)避、解決甚至充分利用客觀存在的外部不利條件，提高項(xiàng)目的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益、社會(huì)效益的全面豐收。

　　首先，聚光集熱系統(tǒng)傾斜布置的架空結(jié)構(gòu)除了聚光集熱效果好以外，地面光照強(qiáng)度減弱、風(fēng)速低、蒸發(fā)少，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)非常有利于植被生長，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)幾乎全部鏡場土地的綜合利用開發(fā)，例如進(jìn)行種植、養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，鏡場區(qū)域的光照減弱并不太多，可以保障一般作物生長，特別是可以充分利用汽輪機(jī)乏汽熱量，搭載鏡場支撐結(jié)構(gòu)建設(shè)經(jīng)濟(jì)型溫室大棚，不需燃料投入就能實(shí)現(xiàn)大棚內(nèi)四季溫暖如春，特別適合現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)項(xiàng)目開發(fā)。這項(xiàng)設(shè)計(jì)使得采用這種技術(shù)體系的光熱電站可以和農(nóng)牧業(yè)并行發(fā)展，避免工業(yè)和農(nóng)業(yè)爭地的窘境出現(xiàn)。

　　我國光熱電站開發(fā)的沙塵問題嚴(yán)峻，我們的測算及實(shí)際測試結(jié)論是如果不能解決低成本高頻次可靠的鏡面清潔問題，在中國大部分區(qū)域根本無法經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行光熱電站，清掃間隔不應(yīng)超過十天，這部分投資及運(yùn)行的成本折算最多不要超過0.03元/kWh，因此只有與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通盤考慮、聯(lián)合設(shè)計(jì)及自動(dòng)運(yùn)行才可能達(dá)到，經(jīng)過多年多個(gè)版本的改進(jìn)完善，我們研制的清洗車目前已經(jīng)可以達(dá)到可靠經(jīng)濟(jì)的實(shí)用水平。

　　鏡面雨水收集系統(tǒng)與鏡場融合設(shè)計(jì)則可以解決一定比例甚至全部的電站運(yùn)行需水量，增加投資很少且基本不需增加運(yùn)行成本。雨水中的雜質(zhì)鹽分很少，遠(yuǎn)低于一般地下水源，不但可以大大降低化水工序的成本，還可能將化水工序排出的低濃度濃水進(jìn)行灌溉利用，而不會(huì)造成鹽堿化，針對嚴(yán)重缺水的客觀環(huán)境特點(diǎn)，雨水收集系統(tǒng)的投資非常有價(jià)值，這項(xiàng)投資使光熱電站對水資源的依賴度大大降低，電站長期運(yùn)行過程中對地下水的影響由負(fù)面轉(zhuǎn)為中性，甚至正面。

　　兆陽光熱這些獨(dú)特的實(shí)用性設(shè)計(jì)在國內(nèi)外其它光熱技術(shù)體系中很少見，經(jīng)過多年的開發(fā)積累、改進(jìn)完善及實(shí)際運(yùn)行測試，基本上都已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化水平，在保障運(yùn)行穩(wěn)定安全、改善提高投資回報(bào)率、實(shí)現(xiàn)環(huán)境改良及資源綜合開發(fā)利用、保持長期有效的扶貧就業(yè)效果等方面能夠發(fā)揮非常重要的作用，是兆陽光熱技術(shù)體系的亮點(diǎn)之一。

　　CSPPLAZA：兆陽光熱技術(shù)體系有如此多的創(chuàng)新特點(diǎn)，您對其未來發(fā)展和應(yīng)用有何期待？

　　李維：整體來看，兆陽光熱深入研究中國光熱發(fā)電環(huán)境的特點(diǎn)，將可靠、經(jīng)濟(jì)、可持續(xù)大規(guī)模發(fā)展作為核心目標(biāo)，通過實(shí)際運(yùn)行測試及一定規(guī)模的商業(yè)化項(xiàng)目建設(shè)驗(yàn)證，創(chuàng)造完成了一套具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的光熱發(fā)電技術(shù)體系。此原創(chuàng)技術(shù)能夠不斷深入完善，達(dá)到與天然氣發(fā)電相當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)運(yùn)行成本水平和技術(shù)成熟度，并且蘊(yùn)含巨大的環(huán)境效益和社會(huì)效益，從而成為能源建設(shè)產(chǎn)業(yè)升級、環(huán)境改善及西部扶貧開發(fā)增加就業(yè)的重要選項(xiàng)，希望獲得政府部門及相關(guān)各企業(yè)機(jī)構(gòu)的關(guān)注和支持，全面廣泛合作發(fā)展，為促進(jìn)投資、發(fā)展經(jīng)濟(jì)和實(shí)現(xiàn)能源升級、環(huán)境改善作出貢獻(xiàn)。

　　堅(jiān)持可靠性和經(jīng)濟(jì)性的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)平價(jià)上網(wǎng)為最終目標(biāo)，這是兆陽光熱技術(shù)體系構(gòu)建的兩大指引方針，也正是兆陽光熱十余年來堅(jiān)持更適應(yīng)國內(nèi)電站開發(fā)環(huán)境的自主化光熱技術(shù)研發(fā)的初心。無論是水工質(zhì)的選擇，還是其HLIACS鏡場集熱系統(tǒng)、混凝土儲熱系統(tǒng)、鏡面清洗、雨水收集等的獨(dú)特設(shè)計(jì)，無一不以上述兩大標(biāo)準(zhǔn)和最終目標(biāo)為核心原則。

　　方向是沒有問題的，光熱發(fā)電要獲得大規(guī)模推廣應(yīng)用必須解決可靠性和經(jīng)濟(jì)性兩大問題，本文簡單說明了兆陽光熱為何選擇DSG技術(shù)和混凝土儲熱系統(tǒng)，但另辟蹊徑的兆陽光熱要回答的問題還有很多，HLIACS鏡場集熱系統(tǒng)是如何實(shí)現(xiàn)200倍高倍聚光的？兆陽光熱技術(shù)體系是如何解決鏡面清洗和冬季結(jié)霜問題的？??????請關(guān)注我們的后續(xù)報(bào)道。