5月的青海德令哈，陽光耀眼。“德令哈”是蒙古語音譯，意為“金色世界”。這里年日照在3000小時以上，年太陽總輻射量達到每平方米6618.3到7356.9兆焦。
蒼茫的戈壁灘，呈現(xiàn)出科幻電影中的宏大場景：一座200米高的巨型吸熱塔矗立在數(shù)平方公里的土地中間，27135面定日鏡圍繞著吸熱塔排成一個個同心圓，每隔三五秒微微轉(zhuǎn)動，通過精準(zhǔn)聚光的智能控制系統(tǒng)追蹤太陽的軌跡，將陽光反射到吸熱塔尖的吸熱器上，把太陽能收集起來。
在吸熱器中，熔鹽被迅速加熱至565度。高溫熔鹽儲存在大型熔鹽儲罐中，根據(jù)電網(wǎng)需要，高溫熔鹽與水換熱產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，驅(qū)動汽輪機發(fā)電。這一發(fā)電系統(tǒng)，每年能節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤4.6萬噸，減排二氧化碳氣體12.1萬噸。
“光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電成本低，但光伏和風(fēng)電不能直接調(diào)節(jié)，仍要依靠煤電來調(diào)峰。因為電力供需必須實時平衡。”浙江大學(xué)教授、浙江可勝技術(shù)股份有限公司(以下簡稱“可勝技術(shù)”)董事長兼首席科學(xué)家、青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站總設(shè)計師金建祥說，“如果不能解決光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電儲能問題和電網(wǎng)友好性問題，就會給高比例風(fēng)光消納和電網(wǎng)安全埋下隱患。”
“此前有過案例，光伏裝機大國德國在日全食期間驟然失去了70%左右的光伏電力，日食一結(jié)束，大量的光伏電力又瞬間涌入電網(wǎng)。一退一進，讓德國電網(wǎng)系統(tǒng)遭遇了巨大考驗。”金建祥說。
有沒有一種辦法，既能有效利用陽光發(fā)電，又能很好地大規(guī)模、長時間和低成本儲藏電能，同時還能具有電網(wǎng)的友好性?光熱發(fā)電就是這樣一種太陽能發(fā)電新技術(shù)。
與常見的光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電還不為大眾熟知。“光熱發(fā)電可完美應(yīng)對高比例新能源電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)，是高比例新能源電力系統(tǒng)的理想選擇。”可勝技術(shù)總裁兼總工程師徐能說。
光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈長，可消化玻璃、鋼鐵、水泥、熔融鹽等傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的過剩產(chǎn)能，還可帶動新材料、智能控制等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計研究所所長李瓊慧表示，光熱發(fā)電規(guī)模化開發(fā)利用將成為我國新能源產(chǎn)業(yè)新的增長點。
2010年，可勝技術(shù)在杭州成立。“此時國內(nèi)光熱研究剛起步，國際上一些國家塔式熔鹽儲能光熱發(fā)電試驗項目也剛開始運行，沒有成熟的技術(shù)可以借鑒。”金建祥說，“我們團隊看好這一未來新能源賽道，依靠此前的技術(shù)積累，果斷踏進了技術(shù)無人區(qū)。”
定日鏡的精度和運行穩(wěn)定性直接決定光熱電站的效率和收益。可勝技術(shù)自主研發(fā)的高精度智能定日鏡產(chǎn)品，可實現(xiàn)優(yōu)于0.1°的跟蹤精度，從一公里以外將陽光精準(zhǔn)地反射到吸熱器的指定位置。
從200多面定日鏡“小試牛刀”起步，到德令哈10兆瓦塔式光熱電站，再到德令哈10兆瓦熔鹽儲能光熱電站的改造……可勝技術(shù)攻克塔式熔鹽光熱發(fā)電的所有核心技術(shù)，成功建成塔式光熱發(fā)電站，95%以上的設(shè)備實現(xiàn)國產(chǎn)化。
青海中控德令哈50MW光熱電站作為全球首個且唯一完全達到并超過年度設(shè)計發(fā)電量的塔式熔鹽儲能光熱電站，自投運以來運行表現(xiàn)屢次打破國際同行紀錄。
“目前，我們已經(jīng)有了一支百余人的太陽能熱發(fā)電研發(fā)團隊。自主研發(fā)的智能定日鏡、大規(guī)模集群聚光控制技術(shù)和高溫熔鹽儲換熱技術(shù)等都達到國際先進水平，也得到了國際權(quán)威專業(yè)機構(gòu)的高度評價。”金建祥說。
近年來，中國光熱產(chǎn)業(yè)在政策扶持和市場需求的雙重驅(qū)動下，呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。2023年3月，國家能源局綜合司發(fā)布《關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展有關(guān)事項的通知》。通知提出，力爭“十四五”期間，全國光熱發(fā)電每年新增開工規(guī)模達到300萬千瓦(3GW)左右。在業(yè)內(nèi)人士看來，這是光熱產(chǎn)業(yè)走向規(guī)模化的強烈信號。
“我們能順利走過技術(shù)‘無人區(qū)’，離不開長三角地區(qū)優(yōu)越的營商環(huán)境和充足的創(chuàng)新人才。”金建祥算了一筆賬，這些年來，各級政府部門的各類研發(fā)資金支持，累計達3億元。“政府支持不僅解了企業(yè)燃眉之急，更讓股東們覺得國家認可我們的研究方向，投資者信心更強。”
與可勝技術(shù)類似，一批長三角企業(yè)正在未來能源領(lǐng)域的技術(shù)“無人區(qū)”砥礪前行。奧展實業(yè)有限公司以“最高標(biāo)準(zhǔn)做出最小標(biāo)準(zhǔn)件”，為金塔中光太陽能10萬千瓦光熱+60 萬千瓦光伏等項目供應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)件;常州龍騰光熱科技股份有限公司成功為烏拉特中旗100MW槽式光熱發(fā)電項目提供核心鏡場裝備……
“光熱發(fā)電，現(xiàn)階段面臨的挑戰(zhàn)是度電成本較高，盡管光熱發(fā)電度電成本近幾年已經(jīng)明顯下降，但仍高于風(fēng)電、光伏。隨著電力系統(tǒng)市場化改革的不斷深入，CCER的實施，同時光熱發(fā)電單機規(guī)模和行業(yè)規(guī)模的不斷擴大，技術(shù)不斷優(yōu)化、迭代，我們預(yù)測在未來3到5年內(nèi)光熱發(fā)電就能實現(xiàn)獨立盈利。”金建祥說。
李瓊慧表示，隨著技術(shù)和工藝進步，規(guī)模化發(fā)展的帶動下，光熱電站的成本有望大幅下降，初步估算，2035年以后光熱發(fā)電度電成本可降至0.3元/千瓦時以下，出力特性接近煤電，綜合利用成本接近甚至低于配置儲能的風(fēng)電和光伏發(fā)電。
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