CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:目前,光熱發(fā)電行業(yè)在國內(nèi)屬于公認(rèn)的朝陽行業(yè),但從發(fā)展成熟度角度來說,光熱發(fā)電行業(yè)仍處于發(fā)展的初級(jí)階段,這從多種不同技術(shù)路線并行發(fā)展并不斷創(chuàng)新的現(xiàn)狀就可窺見一斑。
從基本發(fā)電原理來看,光熱發(fā)電裝置均是將太陽能聚集起來,加熱工質(zhì),熱先通過汽輪機(jī)或其它設(shè)備轉(zhuǎn)換成機(jī)械能,然后轉(zhuǎn)換成電能。當(dāng)前談到光熱發(fā)電,人們熟知的技術(shù)路線一般指塔式、槽式、碟式、菲涅爾式四種,但隨著行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步,又因傳儲(chǔ)熱介質(zhì)、儲(chǔ)熱方式、聚光方式的差異而呈多元化態(tài)勢(shì)。
僅中國目前有實(shí)質(zhì)性推進(jìn)的幾個(gè)示范項(xiàng)目,就采用了槽式導(dǎo)熱油傳熱熔鹽儲(chǔ)熱、槽式熔鹽傳儲(chǔ)熱、熔鹽塔式、二次反射塔式、熔鹽菲涅爾、類菲涅爾混凝土儲(chǔ)熱六種技術(shù)路線。
中國光熱發(fā)電行業(yè)未來是否能夠像光伏一樣實(shí)現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā)尚不確定,但其很大程度上要由正在推進(jìn)的十幾個(gè)示范項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行效果決定。事實(shí)上,示范項(xiàng)目的推進(jìn)過程其實(shí)就是各種技術(shù)路線的驗(yàn)證過程,從行業(yè)發(fā)展角度來說則是技術(shù)路線的篩選和優(yōu)化過程。
通過示范,哪種技術(shù)路線能夠脫穎而出并“一統(tǒng)江湖”尚不得而知,本文簡(jiǎn)要對(duì)比一下幾種光熱發(fā)電技術(shù)路線特點(diǎn)并盤點(diǎn)各技術(shù)路線對(duì)應(yīng)的國內(nèi)在建代表性項(xiàng)目。
一、槽式導(dǎo)熱油傳熱熔鹽儲(chǔ)熱
1、特點(diǎn):
國際范圍內(nèi)目前公認(rèn)發(fā)展最為成熟的一種技術(shù)路線,可以說是現(xiàn)有光熱發(fā)電技術(shù)路線當(dāng)中技術(shù)成熟度和商業(yè)化驗(yàn)證程度最高的,該技術(shù)使用拋物面槽型聚光器和集熱管;采用合成導(dǎo)熱油、熔鹽等作為工作介質(zhì)的雙回路系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:


圖:中廣核德令哈50MW導(dǎo)熱油槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目(已正式并網(wǎng)投運(yùn))
烏拉特中旗100MW導(dǎo)熱油槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目、中海陽玉門東鎮(zhèn)50MW導(dǎo)熱油槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目、玉門龍騰50MW有機(jī)硅油槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目(與前三個(gè)采用了傳統(tǒng)聯(lián)苯聯(lián)苯醚導(dǎo)熱油項(xiàng)目不同的是,該項(xiàng)目采用硅油作為介質(zhì),運(yùn)行溫度更高,但效果有待商業(yè)化項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)證)
二、槽式熔鹽傳儲(chǔ)熱
1、特點(diǎn):
該技術(shù)更具創(chuàng)新性,傳儲(chǔ)熱介質(zhì)均為熔鹽,實(shí)現(xiàn)傳熱與蓄熱工質(zhì)合二為一。一方面可以避免導(dǎo)熱油與熔鹽換熱產(chǎn)生的熱損失,同時(shí)系統(tǒng)工作溫度也更高,可以提升進(jìn)汽輪機(jī)蒸汽溫度,進(jìn)而提高發(fā)電效率。但該技術(shù)對(duì)集熱管等部分關(guān)鍵裝備以及系統(tǒng)運(yùn)行整體安全性提出了較高要求,目前仍處于示范驗(yàn)證階段。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:

圖:金釩阿克塞50MW熔鹽槽式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建的全球最大的商業(yè)化熔鹽槽式光熱電站)
三、熔鹽塔式
1、特點(diǎn):
一種當(dāng)前全球范圍內(nèi)公認(rèn)極具潛力的技術(shù)路線,由于采用熔鹽作為介質(zhì),相比常規(guī)槽式導(dǎo)熱油光熱發(fā)電技術(shù),系統(tǒng)工作溫度更高,發(fā)電效率也更高,同時(shí)節(jié)省了導(dǎo)熱油工藝,工藝流程更加簡(jiǎn)化,閥門管路更加簡(jiǎn)單,更易運(yùn)維,整個(gè)系統(tǒng)也更加緊湊。但已建成投運(yùn)的商業(yè)化項(xiàng)目較少,目前該技術(shù)仍有待通過更多商業(yè)化案例發(fā)展成熟并進(jìn)一步優(yōu)化。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:

圖:中控德令哈50MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,預(yù)計(jì)今年底前可正式投運(yùn))

圖:首航節(jié)能敦煌100MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,預(yù)計(jì)今年底前可正式投運(yùn))

圖:中電工程哈密50MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,吸熱塔外筒壁已順利結(jié)頂)

圖:中電建青海共和熔鹽50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,吸熱塔已順利封頂)

圖:魯能海西州格爾木50MW塔式熔鹽光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,定日鏡立柱樁基施工和汽輪發(fā)電機(jī)基礎(chǔ)混凝土澆筑已順利完成)
四、二次反射塔式
1、特點(diǎn):
在常規(guī)塔式一次反射聚光基礎(chǔ)上進(jìn)行了創(chuàng)新,在一次反射塔式聚光系統(tǒng)的焦點(diǎn)處安裝所需的光學(xué)元件,用以改變一次系統(tǒng)匯聚后光線的傳播方向,將光線反射到地面吸熱器。與常規(guī)塔式電站最主要的不同在于吸熱器位于地面,塔架上布置二次反射裝置,即通過在高空塔架上布置二次反射裝置,將太陽光經(jīng)定日鏡反射到二次反射裝置,再經(jīng)二次反射裝置聚焦位于地面的吸熱器上。
這一創(chuàng)新使光線傳播距離較一次反射系統(tǒng)增加,但輸熱管道的距離卻縮短,相比一次塔式反射系統(tǒng),二次反射塔式技術(shù)鏡場(chǎng)年均光學(xué)效率相對(duì)略微降低,吸熱器效率及管道效率顯著增加,其它因素變化不大。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:


圖:玉門鑫能50MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建的全球首個(gè)基于二次反射的商業(yè)化塔式電站,目前1號(hào)鏡場(chǎng)正在調(diào)試,2號(hào)-5號(hào)模塊正在建設(shè))
五、熔鹽菲涅爾
1、特點(diǎn):
常規(guī)的菲涅爾光熱發(fā)電技術(shù)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于操作、集熱器可以采用廉價(jià)鋼管,不需要造價(jià)高昂的支架,也不需要槽式反射鏡那樣的面型精度,建設(shè)成本相對(duì)較低;其主要劣勢(shì)是因?yàn)榫酃獗容^低而無法達(dá)到更高的運(yùn)行溫度,以實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)發(fā)電效率,并為配置儲(chǔ)熱系統(tǒng)提供可行性。
熔鹽菲涅爾技術(shù)則在常規(guī)菲涅爾技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)一步創(chuàng)新,與槽式熔鹽傳儲(chǔ)熱技術(shù)路線類似,通過采用沸點(diǎn)更高的熔鹽作為介質(zhì),可提升系統(tǒng)工作溫度和發(fā)電效率,目前也正處于示范驗(yàn)證階段。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:

圖:蘭州大成敦煌50MW熔鹽菲涅爾式光熱發(fā)電項(xiàng)目(在建中,已進(jìn)入大規(guī)模施工階段)
六、類菲涅爾混凝土儲(chǔ)熱
1、特點(diǎn):
該技術(shù)路線極具顛覆性,采用了中國企業(yè)北京兆陽光熱技術(shù)有限公司創(chuàng)新型的東西軸斜面陣列高倍聚光系統(tǒng)、水工質(zhì)過熱蒸汽傳熱系統(tǒng)和固態(tài)混凝土儲(chǔ)熱系統(tǒng),目前已建成的華強(qiáng)兆陽張家口一號(hào)15MW光熱電站已實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電。
2、中國在推進(jìn)示范項(xiàng)目:

圖:華強(qiáng)兆陽張家口50MW水工質(zhì)菲涅爾光熱發(fā)電項(xiàng)目(上圖為已建成的華強(qiáng)兆陽張家口一號(hào)15MW光熱電站,50MW項(xiàng)目尚未開建)
