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——從“導熱油”到“導熱鹽”槽式熔鹽發電技術創新發展探索

作為最成熟(shu)的(de)太陽(yang)能聚光(guang)發電(dian)技(ji)術之一——線聚焦拋物(wu)面槽式光(guang)熱(re)發電(dian)技(ji)術，目前在(zai)國內開展沙漠戈(ge)壁(bi)風電(dian)、光(guang)伏大基(ji)地進展中，作為容量型光(guang)熱(re)熔鹽儲(chu)能調峰電(dian)站應用技(ji)術，需要被更多(duo)專家(jia)們(men)和(he)投資(zi)商們(men)認可(ke)和(he)信賴，需要更多(duo)創新思維(wei)和(he)先進技(ji)術的(de)融(rong)合應用。

一(yi)個成(cheng)熟(shu)(shu)穩定的(de)(de)(de)(de)聚光集(ji)熱(re)(re)技(ji)術，從最(zui)初(chu)的(de)(de)(de)(de)集(ji)熱(re)(re)開(kai)(kai)口2500mm，發展到(dao)開(kai)(kai)口5000mm，再(zai)到(dao)成(cheng)熟(shu)(shu)應用(yong)最(zui)多(duo)的(de)(de)(de)(de)5770mm集(ji)熱(re)(re)器(qi)，以及創新(xin)路(lu)(lu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)6770mm，再(zai)到(dao)更(geng)(geng)大(da)集(ji)熱(re)(re)開(kai)(kai)口7500mm，跨越到(dao)新(xin)時代世界目前最(zui)大(da)規模迪(di)拜項目的(de)(de)(de)(de)開(kai)(kai)口8200mm，到(dao)中(zhong)國企業自主研發創新(xin)的(de)(de)(de)(de)更(geng)(geng)大(da)開(kai)(kai)口8600mm集(ji)熱(re)(re)器(qi)，彰(zhang)顯大(da)國重器(qi)創新(xin)精神。在(zai)國家“雙控”任務(wu)“雙碳”目標的(de)(de)(de)(de)多(duo)重政(zheng)策利(li)好下，結合沙漠地區光熱(re)(re)、光伏(fu)、風電大(da)基(ji)地，需(xu)要如(ru)何才能讓(rang)更(geng)(geng)廣大(da)投資商，特別(bie)是(shi)以國家隊央企發電集(ji)團帶領的(de)(de)(de)(de)諸多(duo)發電企業成(cheng)熟(shu)(shu)槽式技(ji)術的(de)(de)(de)(de)多(duo)重應用(yong)。透過首批示范(fan)項目諸多(duo)產業鏈上(shang)下游的(de)(de)(de)(de)企業健全，給(gei)槽式技(ji)術的(de)(de)(de)(de)創新(xin)發展帶來(lai)了(le)前所(suo)未(wei)有機(ji)遇(yu)。如(ru)何還能夠(gou)重新(xin)出發，腳踏實地，創造嶄新(xin)的(de)(de)(de)(de)機(ji)遇(yu)，打造成(cheng)熟(shu)(shu)技(ji)術的(de)(de)(de)(de)新(xin)時代應用(yong)典(dian)范(fan)，顛覆認(ren)知，需(xu)要在(zai)總結歷史的(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上(shang)，探索出可行之路(lu)(lu)。

作(zuo)為太(tai)陽(yang)能光-熱-電的(de)多(duo)次轉換發電方式利用，按(an)照火電發展技術(shu)模式推進聚光太(tai)陽(yang)能，從中(zhong)溫中(zhong)壓——高溫高壓——超(chao)臨界——超(chao)超(chao)臨界的(de)更高發電機(ji)組效率(lv)思維，更需(xu)要站在(zai)不同視角(jiao)下(xia)，看問題(ti)，需(xu)要研(yan)究太(tai)陽(yang)能的(de)本質問題(ti)，也(ye)有相對(dui)熟悉太(tai)陽(yang)能的(de)專家觀點，太(tai)陽(yang)能一(yi)定是(shi)在(zai)合(he)適的(de)溫度下(xia)優先利用，針對(dui)真空管(guan)熱水器一(yi)定是(shi)在(zai)低(di)溫區(qu)的(de)范圍(wei)內效率(lv)更高，聚光倍數(shu)的(de)不同，使用溫度范圍(wei)不同，最(zui)終會有他適合(he)的(de)溫度區(qu)間，或(huo)者叫更高效率(lv)下(xia)的(de)溫區(qu)利用才是(shi)發揮最(zui)大(da)的(de)價(jia)值。

圖(tu)1槽式光(guang)熱電(dian)(dian)站儲發電(dian)(dian)島（圖(tu)片來源于網路）

目(mu)前一(yi)(yi)般火(huo)電(dian)機(ji)組(zu)的(de)(de)(de)發電(dian)小(xiao)時(shi)(shi)數(shu)(shu)是7500多小(xiao)時(shi)(shi)的(de)(de)(de)利用(yong)(yong)設計，和光熱電(dian)站2000小(xiao)時(shi)(shi)（按照(zhao)國內環境下(xia)不(bu)(bu)考慮(lv)增加太陽能(neng)倍數(shu)(shu)評估，目(mu)前來看(kan)(kan)大基(ji)(ji)地項目(mu)后面增加太陽倍數(shu)(shu)越大項目(mu)經濟性(xing)有可能(neng)越差(cha)，除非(fei)國家再(zai)給更高(gao)儲能(neng)電(dian)價補貼(tie)，或者參與電(dian)力(li)現貨交(jiao)易(yi)晚高(gao)峰的(de)(de)(de)高(gao)價發電(dian)小(xiao)時(shi)(shi)數(shu)(shu)再(zai)延長，目(mu)前看(kan)(kan)基(ji)(ji)本上不(bu)(bu)太可能(neng)的(de)(de)(de)樣子，一(yi)(yi)般晚高(gao)峰3-4小(xiao)時(shi)(shi)就很好了，如果大基(ji)(ji)地的(de)(de)(de)區(qu)域看(kan)(kan)起來更低(di)(di)而(er)不(bu)(bu)是更高(gao)）左右的(de)(de)(de)利用(yong)(yong)設計，來追求(qiu)汽輪發電(dian)機(ji)組(zu)一(yi)(yi)樣的(de)(de)(de)更高(gao)效率提(ti)升思維，顯然需要數(shu)(shu)學經濟專家們來分析評估經濟性(xing)的(de)(de)(de)取舍和高(gao)低(di)(di)。槽式技術需要在自己適合的(de)(de)(de)溫度區(qu)間發揮自身(shen)的(de)(de)(de)優勢(shi)，從中(zhong)溫中(zhong)壓(ya)的(de)(de)(de)全系統裝備(bei)成本更低(di)(di)考慮(lv)，從更低(di)(di)溫度利用(yong)(yong)、系統模塊靈(ling)活性(xing)，從更高(gao)利用(yong)(yong)小(xiao)時(shi)(shi)數(shu)(shu)上面下(xia)更多功(gong)夫，而(er)不(bu)(bu)是一(yi)(yi)味追求(qiu)汽輪機(ji)的(de)(de)(de)發電(dian)效率，放棄自身(shen)的(de)(de)(de)綜合優勢(shi)。

欲(yu)與(yu)儲(chu)能融一體(ti)，集(ji)(ji)(ji)傳儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)于一身。創新利用熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)本質，挖掘(jue)熔(rong)(rong)鹽(yan)集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)、導熱(re)(re)(re)(re)(re)、傳熱(re)(re)(re)(re)(re)、儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)一體(ti)化，并追求熔(rong)(rong)鹽(yan)溫(wen)(wen)差(cha)的(de)(de)(de)更大(da)(da)溫(wen)(wen)區(qu)利用，采(cai)用更低(di)(di)熔(rong)(rong)鹽(yan)新材料徹底解決系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)多次換(huan)熱(re)(re)(re)(re)(re)難(nan)題(ti)(ti)。技(ji)(ji)術(shu)(shu)創新支撐行業和(he)產(chan)(chan)業的(de)(de)(de)快速(su)發(fa)展(zhan)，放棄目(mu)(mu)前(qian)(qian)二(er)元熔(rong)(rong)鹽(yan)產(chan)(chan)品的(de)(de)(de)較高熔(rong)(rong)點難(nan)題(ti)(ti)，加(jia)(jia)速(su)降低(di)(di)熔(rong)(rong)鹽(yan)的(de)(de)(de)低(di)(di)熔(rong)(rong)點溫(wen)(wen)度，從220℃降低(di)(di)到140℃以下(xia)，增加(jia)(jia)80℃的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)差(cha)就接近(jin)了(le)槽式技(ji)(ji)術(shu)(shu)目(mu)(mu)前(qian)(qian)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲(chu)熱(re)(re)(re)(re)(re)溫(wen)(wen)差(cha)的(de)(de)(de)90℃，再加(jia)(jia)上啟動(dong)防凝加(jia)(jia)熱(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)溫(wen)(wen)度空間(jian)，就讓溫(wen)(wen)差(cha)加(jia)(jia)上了(le)至少一倍，存取同樣的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)(re)量，成本降低(di)(di)顯(xian)著。更利于熔(rong)(rong)鹽(yan)集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)導熱(re)(re)(re)(re)(re)傳熱(re)(re)(re)(re)(re)的(de)(de)(de)匹配，減少高溫(wen)(wen)鹽(yan)導熱(re)(re)(re)(re)(re)對于全(quan)集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)系(xi)統(tong)的(de)(de)(de)裝備(bei)整(zheng)體(ti)性能提高帶來(lai)的(de)(de)(de)大(da)(da)幅成本增加(jia)(jia)難(nan)題(ti)(ti)，放棄二(er)元鹽(yan)的(de)(de)(de)集(ji)(ji)(ji)熱(re)(re)(re)(re)(re)導熱(re)(re)(re)(re)(re)傳熱(re)(re)(re)(re)(re)，更是線聚焦槽式技(ji)(ji)術(shu)(shu)目(mu)(mu)前(qian)(qian)唯一可再次發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)基石，也(ye)是讓更多光熱(re)(re)(re)(re)(re)發(fa)電小(xiao)時(shi)數大(da)(da)幅提升，更高效率利用太陽能技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)(de)最(zui)佳方式。

圖(tu)2槽式熔鹽發電示意圖(tu)（圖(tu)片來(lai)自于(yu)網絡）

目前槽式(shi)熔(rong)鹽(yan)儲熱(re)(re)的(de)(de)溫(wen)差利(li)用(yong)不足100℃是制約槽式(shi)熔(rong)鹽(yan)材(cai)料(liao)利(li)用(yong)更大(da)(da)量的(de)(de)困境，通(tong)(tong)過低熔(rong)點、低成本、低氯(lv)離子熔(rong)鹽(yan)新型儲能(neng)材(cai)料(liao)的(de)(de)綜合利(li)用(yong)，增(zeng)大(da)(da)溫(wen)差220℃以上(shang)減少(shao)熔(rong)鹽(yan)使用(yong)量。槽式(shi)熔(rong)鹽(yan)電(dian)站系統(tong)設計(ji)中(zhong)減少(shao)導熱(re)(re)油板塊，多次(ci)換熱(re)(re)系統(tong)改為一次(ci)鹽(yan)水換熱(re)(re)系統(tong)，采用(yong)高溫(wen)罐、低溫(wen)罐、增(zeng)設恒溫(wen)罐的(de)(de)方式(shi)來平衡集熱(re)(re)場與(yu)儲熱(re)(re)島(dao)、常規島(dao)之前的(de)(de)匹配設計(ji)利(li)用(yong)，實現槽式(shi)光熱(re)(re)發電(dian)技(ji)術本質(zhi)的(de)(de)飛躍。加(jia)(jia)上(shang)在能(neng)源大(da)(da)基地項目中(zhong)，增(zeng)加(jia)(jia)利(li)用(yong)棄(qi)風棄(qi)光電(dian)加(jia)(jia)熱(re)(re)熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)技(ji)術的(de)(de)融(rong)合利(li)用(yong)，打通(tong)(tong)集光熱(re)(re)、光伏(fu)、風電(dian)為一體化綜合熔(rong)鹽(yan)儲能(neng)發電(dian)技(ji)術的(de)(de)降本增(zeng)效，多能(neng)互補綜合利(li)用(yong)優(you)勢，為成熟槽式(shi)技(ji)術的(de)(de)生存(cun)發展創造更多空間。

成熟的(de)槽式熔鹽儲(chu)能發電技術(shu)充分發揮自身技術(shu)特點，在加快構建(jian)清(qing)潔低(di)碳、安全高效(xiao)的(de)能源(yuan)體系中，充分發揮光熱熔鹽儲(chu)能技術(shu)在構建(jian)新(xin)型電力系統中的(de)平臺和樞(shu)紐作用，支持沙漠戈壁地(di)區能源(yuan)大基地(di)項目發揮積極接入(ru)和消納新(xin)能源(yuan)。爭取(qu)調(diao)峰調(diao)頻電源(yuan)補償機制，深入(ru)挖掘需求響應(ying)潛力，提高負(fu)荷側對新(xin)能源(yuan)的(de)調(diao)節能力。

注：本文由王工（13810518839）供稿，歡迎行業朋友聯系交流。