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CSPPLAZA光熱發電網報道：不久前，國(guo)際可再(zai)生能源機構（IRENA）發布的(de)一份(fen)報(bao)告顯示(shi)，自(zi)2010年以來光(guang)熱發電(dian)成本下降了47%左右，僅(jin)次(ci)于光(guang)伏。

雖然降(jiang)(jiang)幅頗大，但在可再生(sheng)能源逐漸趨于平價的(de)當(dang)下，光熱發(fa)電行業目(mu)前仍面臨(lin)極大的(de)降(jiang)(jiang)本壓力，若想在加(jia)速變革(ge)的(de)能源體系(xi)中(zhong)占得一席之地(di)，唯有通(tong)過各方協力把光熱發(fa)電成本降(jiang)(jiang)下來才能贏得生(sheng)存和發(fa)展空間。

如何實(shi)現？技術創新無疑(yi)是(shi)一條正途，也是(shi)以美國(guo)為首等(deng)光(guang)熱發電大國(guo)持續多年實(shi)施(shi)的重要(yao)措施(shi)。

同時，由(you)于技(ji)術路線(xian)較多，系(xi)統(tong)組成也較為(wei)復雜，光熱發(fa)電行業(ye)可(ke)實施技(ji)術創新的細(xi)分門類也比較多，有時需(xu)要多個環節和上下游企業(ye)一起參與。

由于后端（常規島，又稱(cheng)發(fa)電島，投資(zi)占(zhan)(zhan)比10%左(zuo)右）與(yu)已發(fa)展非常成(cheng)熟的傳統(tong)煤電行(xing)業基本(ben)一致，目前光(guang)熱發(fa)電行(xing)業的技術創新措施(shi)多聚(ju)焦在太(tai)陽島（光(guang)場，投資(zi)占(zhan)(zhan)比50%左(zuo)右）和儲熱島（投資(zi)占(zhan)(zhan)比20%左(zuo)右），尤其(qi)是總投資(zi)占(zhan)(zhan)比一半左(zuo)右的太(tai)陽島。

IRENA認為，太陽島各部件(jian)（如反射(she)鏡、集熱(re)(re)器(qi)）的技術進步(bu)、安裝設計(ji)成(cheng)(cheng)本下降(jiang)、特定組件(jian)成(cheng)(cheng)本下降(jiang)都(dou)可(ke)以降(jiang)低光熱(re)(re)發(fa)電的成(cheng)(cheng)本。此(ci)外，塔式吸熱(re)(re)器(qi)各部件(jian)的成(cheng)(cheng)本下降(jiang)空(kong)間比槽式集熱(re)(re)器(qi)稍大一(yi)些(xie)，當(dang)然這也與目(mu)前塔式光熱(re)(re)電站裝機量仍相對(dui)較少有關。

下文梳理了一些目前業界(jie)正在(zai)推進(jin)中、有望未來推動光熱發電成(cheng)本快速下降的幾方面技(ji)術創新途徑：

1、反射鏡：

1）反(fan)(fan)射(she)(she)膜：是在鋁質或不銹鋼(gang)等材料制成的基板上(shang)覆上(shang)一層高性(xing)能聚合(he)物薄膜以(yi)獲(huo)得輕質反(fan)(fan)射(she)(she)鏡(jing)。此舉可顯著降(jiang)低反(fan)(fan)射(she)(she)鏡(jing)系統的整體(ti)重量，降(jiang)低支架等系統的投資(zi)，從而降(jiang)低光場系統整體(ti)投資(zi)。但是，從反(fan)(fan)射(she)(she)率角度來(lai)看，反(fan)(fan)射(she)(she)膜類反(fan)(fan)射(she)(she)鏡(jing)與(yu)玻璃反(fan)(fan)射(she)(she)鏡(jing)相比仍(reng)有差距(ju)，系統投資(zi)節省部(bu)分與(yu)電(dian)站發電(dian)量所帶來(lai)的損失需要平(ping)衡。

2）厚(hou)(hou)度更薄(bo)：反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)常用的(de)厚(hou)(hou)度標準是(shi)4mm，但事實(shi)上(shang)，玻璃(li)越(yue)厚(hou)(hou)，太(tai)陽光(guang)到達反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)反(fan)射(she)層的(de)光(guang)損(sun)越(yue)多，反(fan)射(she)率(lv)則越(yue)低(di)。為(wei)進一步提高(gao)反(fan)射(she)率(lv)，其中一個(ge)可行的(de)解決方案即設法(fa)降低(di)玻璃(li)的(de)厚(hou)(hou)度，從而(er)降低(di)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)系統的(de)重量(liang)，并最終降低(di)集熱場的(de)整體投資。但是(shi)，超(chao)薄(bo)反(fan)射(she)鏡(jing)(jing)相對通用的(de)4mm鏡(jing)(jing)在(zai)成(cheng)本上(shang)要高(gao)出(chu)不少，其帶來的(de)聚光(guang)效率(lv)的(de)提升是(shi)否(fou)足(zu)以(yi)抵消并超(chao)出(chu)其成(cheng)本增加(jia)尚缺(que)乏實(shi)際(ji)案例(li)的(de)證(zheng)實(shi)。

3）微弧平面(mian)鏡(jing)(jing)：在實際應用中，為獲得較好(hao)的(de)聚(ju)光效果(guo)，平面(mian)鏡(jing)(jing)也經常通過支(zhi)架固定(ding)等(deng)方式形成一(yi)定(ding)的(de)微弧。除了(le)機械方式外，部分廠商已生(sheng)產或正在開發“天(tian)然”的(de)微弧反(fan)射鏡(jing)(jing)，即(ji)生(sheng)產出的(de)成品(pin)即(ji)為微弧鏡(jing)(jing)，而非后期安裝時(shi)通過機械作用力產生(sheng)。

“天(tian)然”微弧鏡(jing)的生(sheng)產技術和工(gong)藝(yi)難度并不太高，也可以減少鏡(jing)場安(an)裝(zhuang)時(shi)的工(gong)作量。但其產品生(sheng)產流程較為復雜(za)，成(cheng)本一般要遠高于普(pu)通平面鏡(jing)。如果可以生(sheng)產出低成(cheng)本的微弧平面鏡(jing)，將大大降低鏡(jing)場的安(an)裝(zhuang)成(cheng)本，提升聚焦精度。

2、集熱管：

1）熔鹽集熱(re)管：與傳(chuan)統槽式光熱(re)系統的傳(chuan)熱(re)介質(zhi)導熱(re)油相(xiang)比，熔鹽的使用溫度可(ke)達到550℃以上，可(ke)以直接進行儲熱(re)，而且價格低，安全可(ke)靠，從而顯(xian)著(zhu)提(ti)高電站效率(lv)。

熔鹽集(ji)熱管(guan)面臨的(de)(de)技術(shu)難點有兩個，一(yi)是需要(yao)耐高溫涂(tu)層(ceng)：目前的(de)(de)選擇性(xing)(xing)吸(xi)收涂(tu)層(ceng)在高溫下(xia)運行(xing)易分解或(huo)脫落，穩(wen)定工作(zuo)溫度不超過400℃，這是槽式技術(shu)采(cai)用熔鹽做傳熱介質的(de)(de)障礙之一(yi)，研發(fa)耐550℃高溫的(de)(de)選擇性(xing)(xing)吸(xi)收涂(tu)層(ceng)為集(ji)熱管(guan)技術(shu)的(de)(de)一(yi)個發(fa)展方(fang)向；二要(yao)增(zeng)加耐腐蝕(shi)性(xing)(xing)，若采(cai)用熔鹽做傳熱介質，其所含的(de)(de)氯(lv)離子(zi)等雜質將對金屬內管(guan)造成腐蝕(shi)，需采(cai)用抗腐蝕(shi)的(de)(de)金屬材料(liao)內管(guan)，或(huo)改進熔鹽的(de)(de)成分，降(jiang)低其腐蝕(shi)性(xing)(xing)。

2）DSG集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)管:DSG直(zhi)接蒸汽發(fa)生技術(shu)采(cai)用(yong)水(shui)直(zhi)接產生蒸汽，可(ke)省(sheng)去多(duo)級換熱(re)(re)(re)流程，其運行(xing)溫度可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)到450℃以(yi)上，系(xi)統效率和成(cheng)本效益提(ti)升明顯。DSG集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)管面臨(lin)的(de)技術(shu)難題是需要(yao)承受更高(gao)的(de)運行(xing)壓(ya)(ya)力，選用(yong)導熱(re)(re)(re)油做傳熱(re)(re)(re)介質對集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)管造成(cheng)的(de)壓(ya)(ya)力不高(gao)于(yu)4Mpa，但如果采(cai)用(yong)水(shui)做工質，則需要(yao)耐壓(ya)(ya)在10Mpa以(yi)上，這對真空集(ji)(ji)熱(re)(re)(re)管的(de)耐高(gao)溫性能(neng)、承壓(ya)(ya)能(neng)力及可(ke)靠性都提(ti)出了更高(gao)的(de)要(yao)求。

3)大尺(chi)(chi)寸(cun)集熱(re)管(guan):光(guang)熱(re)發電系統(tong)的聚(ju)光(guang)比(bi)是指(zhi)采(cai)光(guang)面積與(yu)吸收體(ti)面積的比(bi)值，聚(ju)光(guang)比(bi)越高(gao)，電站運(yun)行溫度(du)就(jiu)越高(gao)，從(cong)而(er)提高(gao)發電效率。因此，更(geng)大尺(chi)(chi)寸(cun)的不銹鋼(gang)內管(guan)外(wai)徑在單(dan)位長度(du)內可傳輸(shu)更(geng)多(duo)熱(re)量，有(you)效降(jiang)低廣場系統(tong)的整(zheng)體(ti)投資。但僅僅只(zhi)增(zeng)大集熱(re)管(guan)的尺(chi)(chi)寸(cun)，其聚(ju)光(guang)比(bi)將相對減小，不易(yi)達到高(gao)溫。因此，如果(guo)要增(zeng)加集熱(re)管(guan)尺(chi)(chi)寸(cun)，反(fan)射鏡系統(tong)的尺(chi)(chi)寸(cun)也需隨(sui)之增(zeng)大。

目前國內(nei)外多家集熱管廠商(shang)都推出了(le)內(nei)徑90MM等不同規格(ge)的大(da)口徑集熱管，以滿(man)足創新型大(da)開口集熱器的配套需(xu)求。

3、槽式集熱器：

1）大(da)開口(kou)(kou)：從集熱器更新(xin)迭代趨勢來看(kan)，最(zui)大(da)的特點(dian)就是開口(kou)(kou)面積越(yue)來越(yue)大(da)，傾向(xiang)于(yu)大(da)型化以(yi)提高聚光比。

2）輕(qing)質(zhi)化：比如奧地利(li)HELIOVIS AG推出的(de)(de)充氣型薄膜槽式(shi)集(ji)熱器(qi)HELIOtube，其可通過簡(jian)單的(de)(de)卷裝方式(shi)批量生產運輸(shu)，抗(kang)風性能(neng)佳。最關(guan)鍵的(de)(de)是(shi)，集(ji)熱器(qi)原材料的(de)(de)徹底轉變，可大幅降低電站的(de)(de)集(ji)熱成(cheng)本。

4、定日鏡：

1）獨(du)特鏡面設計：目前(qian)大多數定(ding)日鏡的形狀(zhuang)一般(ban)呈(cheng)(cheng)方(fang)形或(huo)矩形，Schlaich bergermann partner（SBP）公司(si)開發(fa)出了采用(yong)獨(du)特五邊(bian)形設計的Stellio定(ding)日鏡，呈(cheng)(cheng)中心對稱結(jie)構，用(yong)料少，材質(zhi)堅(jian)固(gu)，且聚(ju)光(guang)均勻，抗(kang)風性(xing)能(neng)佳，凈采光(guang)面積(ji)47.5平方(fang)米(mi)，目前(qian)已應(ying)用(yong)于(yu)中電(dian)工程哈密(mi)50MW熔鹽(yan)塔式(shi)電(dian)站，由武漢圣普(pu)太陽能(neng)科(ke)技(ji)有(you)限公司(si)負責生產(chan)。

2）支架結(jie)構(gou)創新：傳統的(de)定(ding)日鏡裝置多是“蘑菇型(xing)”，但龍(long)巖智康太陽(yang)(yang)能(neng)科技有限公(gong)司(si)推出了一種中(zhong)國特(te)色的(de)“中(zhong)式(shi)樹(shu)型(xing)定(ding)日鏡”，該公(gong)司(si)稱，與蘑菇型(xing)鏡架相比，其鏡架結(jie)構(gou)非常穩，抗風(feng)性(xing)能(neng)強，安(an)裝維護方便，精(jing)度可與機床媲美(mei)。此前，該公(gong)司(si)第二代樹(shu)型(xing)定(ding)日鏡已經通過(guo)了中(zhong)科院延慶太陽(yang)(yang)能(neng)基地的(de)測試(shi)(shi)，測試(shi)(shi)結(jie)果顯示，在(zai)11m/s風(feng)速下其跟蹤準確度達到3.5mrad的(de)概率(lv)為(wei)93.7%。

美(mei)(mei)國創業公(gong)司Skysun研發(fa)的“聯動(dong)定(ding)(ding)日(ri)鏡”則(ze)進行了更大突破，其將多個定(ding)(ding)日(ri)鏡集中固(gu)定(ding)(ding)在同一(yi)個支架(jia)上，利用共享的驅動(dong)電(dian)機(ji)和支架(jia)。據悉(xi)，采用該(gai)設(she)計電(dian)站的總體安裝(zhuang)成本有望降低一(yi)半左右，該(gai)項目(mu)目(mu)前(qian)正在美(mei)(mei)國能源部SunShot計劃的基金支持下推進。

圖：Skysun聯動定日鏡樣機

3）定日(ri)鏡無線控(kong)制系統：無線控(kong)制系統可(ke)以大(da)幅減少(shao)太陽島(dao)電(dian)纜使用量，從(cong)而大(da)大(da)降低太陽島(dao)的建設成本(ben)，目前該技術已在以色(se)列Ashalim1塔式光熱電(dian)站(zhan)等(deng)項目上得到應用。

5、吸熱器：

在(zai)吸(xi)(xi)熱(re)(re)(re)器(qi)方面，目前塔式光熱(re)(re)(re)電站所使用的(de)吸(xi)(xi)熱(re)(re)(re)器(qi)一般是水工質或熔鹽(yan)工質吸(xi)(xi)熱(re)(re)(re)器(qi)，一般情況下，熔鹽(yan)吸(xi)(xi)熱(re)(re)(re)器(qi)的(de)運(yun)行溫度(du)不超(chao)過600℃，國內外一些光熱(re)(re)(re)技(ji)術公司都(dou)在(zai)研究可承受更高溫度(du)（1000℃甚至更高）且(qie)耐(nai)腐蝕的(de)吸(xi)(xi)熱(re)(re)(re)器(qi)，以(yi)適應傳(chuan)統(tong)的(de)蒸汽輪機(ji)以(yi)及新型的(de)超(chao)臨(lin)界二氧化(hua)碳渦輪機(ji)。

6、新型熔鹽：

系(xi)統(tong)運(yun)行(xing)溫度是削減光(guang)熱(re)發電(dian)成本的(de)關鍵因素(su)，目前商(shang)用光(guang)熱(re)發電(dian)系(xi)統(tong)的(de)最高(gao)運(yun)行(xing)溫度為(wei)(wei)565℃，有待進一步提高(gao)。為(wei)(wei)此(ci)，包括阿貢國(guo)(guo)家實(shi)驗室、橡樹(shu)嶺國(guo)(guo)家實(shi)驗室等在(zai)內的(de)多(duo)家美國(guo)(guo)科(ke)研機(ji)構(gou)及(ji)院校正在(zai)開展將氯鹽作為(wei)(wei)光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)新(xin)型(xing)工作介質的(de)相關研究，這種(zhong)氯鹽的(de)最高(gao)運(yun)行(xing)溫度達750℃。

7、超臨界二氧化碳技術：

通(tong)過超(chao)臨界CO2布雷頓循環(huan)系統(tong)來提升光熱(re)電站的運行(xing)效率，同時降低光熱(re)電站成本，使其更具(ju)市(shi)場(chang)競爭力(li)。

該技(ji)(ji)術(shu)所構建的(de)(de)(de)(de)系統(tong)涉及(ji)到(dao)很多對(dui)性能要求(qiu)較高的(de)(de)(de)(de)原材(cai)料和設備(bei)零部件，如超臨(lin)(lin)界(jie)二氧(yang)(yang)化(hua)碳渦輪機、耐氧(yang)(yang)化(hua)，耐熱(re)機械的(de)(de)(de)(de)陶瓷復合換熱(re)器等(deng)，目前以美(mei)國能源部（DOE）為代表的(de)(de)(de)(de)全球(qiu)多個(ge)科研(yan)機構正在加快推進超臨(lin)(lin)界(jie)二氧(yang)(yang)化(hua)碳光熱(re)發電技(ji)(ji)術(shu)商(shang)業(ye)化(hua)。

圖：超臨界二(er)氧(yang)化碳渦輪機

此外，相比其它可再生(sheng)能源發(fa)電技術(shu)，光熱(re)發(fa)電項目的規劃部署(shu)相對(dui)有限，但隨著(zhu)國際范圍(wei)內(nei)的新(xin)增項目不斷增加(jia)，成本(ben)也(ye)將會明顯下(xia)降(jiang)；同時，由于開發(fa)商(shang)和各參(can)與方經驗(yan)越(yue)來(lai)越(yue)豐富，供應(ying)商(shang)和EPC總承包的風險邊際也(ye)會降(jiang)低。

即將于7月16~17日在江蘇常州市舉辦的2020中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第七屆年會，將圍繞“光熱(re)技(ji)術(shu)創新與(yu)應用”、“綜合能源服務新業態催生光熱新機遇”、“光熱發電供應鏈發展專場論壇”、“新形勢下光熱產業如何應勢而為”等行業熱點問題展開深入研討，歡迎光熱產業鏈人士共聚常州，應勢而為！

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