5月(yue)的青(qing)海德令哈(ha),陽光耀眼。“德令哈(ha)”是(shi)蒙(meng)古語音譯,意為“金(jin)色(se)世界”。這里年(nian)日照在3000小時以上(shang),年(nian)太陽總輻射量達到每平(ping)方米6618.3到7356.9兆焦。
蒼茫的(de)(de)戈(ge)壁(bi)灘,呈現出(chu)科幻電影中(zhong)(zhong)的(de)(de)宏大(da)場景:一座200米高的(de)(de)巨(ju)型吸(xi)熱塔(ta)矗立在數平方公里的(de)(de)土地中(zhong)(zhong)間,27135面定日鏡圍繞著吸(xi)熱塔(ta)排成一個(ge)個(ge)同心圓,每(mei)隔三(san)五秒微微轉動,通過精準聚光的(de)(de)智能控(kong)制系(xi)統追蹤(zong)太(tai)陽的(de)(de)軌跡,將陽光反射到吸(xi)熱塔(ta)尖的(de)(de)吸(xi)熱器上,把太(tai)陽能收(shou)集起來(lai)。
在吸(xi)熱器中(zhong),熔(rong)(rong)鹽(yan)被迅速(su)加熱至(zhi)565度。高(gao)溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)儲存在大型熔(rong)(rong)鹽(yan)儲罐中(zhong),根據電(dian)(dian)(dian)網需要,高(gao)溫(wen)熔(rong)(rong)鹽(yan)與水(shui)換熱產生(sheng)高(gao)溫(wen)高(gao)壓蒸汽,驅動(dong)汽輪(lun)機發(fa)電(dian)(dian)(dian)。這一發(fa)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統,每年(nian)能節約(yue)標準煤4.6萬(wan)噸,減排二氧化碳(tan)氣體12.1萬(wan)噸。
“光(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)和風力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)成本低,但光(guang)伏和風電(dian)(dian)(dian)不能(neng)(neng)直接(jie)調節,仍要依(yi)靠(kao)煤(mei)電(dian)(dian)(dian)來調峰(feng)。因為電(dian)(dian)(dian)力(li)(li)供需必須(xu)實時平衡(heng)。”浙(zhe)江大學教授(shou)、浙(zhe)江可勝技術股份有(you)限公(gong)司(si)(以(yi)下簡稱(cheng)“可勝技術”)董事長兼首席科學家、青海(hai)中(zhong)控德令哈(ha)50兆瓦塔式熔鹽(yan)儲能(neng)(neng)光(guang)熱電(dian)(dian)(dian)站總設計師金(jin)建祥說,“如果不能(neng)(neng)解決光(guang)伏發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)和風力(li)(li)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)儲能(neng)(neng)問題(ti)和電(dian)(dian)(dian)網(wang)友好性問題(ti),就會給高(gao)比(bi)例風光(guang)消納(na)和電(dian)(dian)(dian)網(wang)安全埋下隱患(huan)。”
“此前有(you)過(guo)案例,光伏裝機大(da)(da)國德國在日(ri)全食期間驟然失去了(le)70%左右的(de)光伏電力(li),日(ri)食一結束(shu),大(da)(da)量(liang)的(de)光伏電力(li)又瞬間涌入電網(wang)(wang)。一退一進,讓(rang)德國電網(wang)(wang)系統遭遇了(le)巨大(da)(da)考驗。”金(jin)建(jian)祥說。
有沒有一種辦(ban)法,既能有效(xiao)利用陽光(guang)發(fa)電(dian),又能很好(hao)地大規模、長(chang)時(shi)間和低成本儲藏電(dian)能,同時(shi)還(huan)能具(ju)有電(dian)網的友(you)好(hao)性(xing)?光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)就是這樣一種太陽能發(fa)電(dian)新技術。
與常見的(de)光伏發(fa)電(dian)相比,光熱發(fa)電(dian)還不為(wei)大眾(zhong)熟知。“光熱發(fa)電(dian)可完(wan)美(mei)應(ying)對高比例(li)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源電(dian)力系(xi)統面(mian)臨的(de)挑戰,是高比例(li)新(xin)(xin)能(neng)(neng)源電(dian)力系(xi)統的(de)理想選擇。”可勝技術總裁兼(jian)總工程師徐能(neng)(neng)說。
光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電產(chan)業鏈長,可消化(hua)玻璃、鋼鐵(tie)、水泥、熔融鹽(yan)等傳統產(chan)業的(de)(de)過剩(sheng)產(chan)能(neng),還(huan)可帶動新(xin)材(cai)料(liao)、智(zhi)能(neng)控制等新(xin)興產(chan)業發(fa)展(zhan)。國網能(neng)源(yuan)(yuan)研(yan)究(jiu)院新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)與統計研(yan)究(jiu)所所長李瓊(qiong)慧(hui)表示,光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電規模化(hua)開發(fa)利用(yong)將(jiang)成為我國新(xin)能(neng)源(yuan)(yuan)產(chan)業新(xin)的(de)(de)增(zeng)長點。
2010年,可(ke)勝技術(shu)在杭州成立。“此時國內(nei)光(guang)(guang)熱研(yan)究剛起步,國際上一(yi)些(xie)國家(jia)塔式熔鹽儲能(neng)光(guang)(guang)熱發電試驗項目也剛開始(shi)運行,沒有成熟的技術(shu)可(ke)以借鑒(jian)。”金(jin)建祥說,“我們團隊看好這(zhe)一(yi)未來新能(neng)源(yuan)賽道,依靠此前的技術(shu)積累,果斷踏進了技術(shu)無人區。”
定日鏡(jing)的(de)精(jing)度(du)和運行(xing)穩定性(xing)直接決定光(guang)熱(re)電站的(de)效率和收益。可(ke)勝技(ji)術自主(zhu)研發的(de)高(gao)精(jing)度(du)智(zhi)能定日鏡(jing)產(chan)品,可(ke)實現優于0.1°的(de)跟蹤精(jing)度(du),從一公里以外將陽光(guang)精(jing)準地反射到吸(xi)熱(re)器的(de)指定位(wei)置。
從200多面定日鏡“小試牛刀”起步,到德令哈10兆瓦(wa)塔式光熱電(dian)站(zhan),再到德令哈10兆瓦(wa)熔(rong)鹽儲能光熱電(dian)站(zhan)的改造……可勝技術(shu)攻克塔式熔(rong)鹽光熱發電(dian)的所有核心(xin)技術(shu),成功(gong)建成塔式光熱發電(dian)站(zhan),95%以(yi)上的設(she)備實現國產化。
青海中控德令哈50MW光(guang)熱電站作(zuo)為全球首(shou)個且唯一完全達到并(bing)超過年度設(she)計(ji)發電量的塔(ta)式熔(rong)鹽儲能(neng)光(guang)熱電站,自投運(yun)以來運(yun)行表現屢次打破國際同行紀錄。
“目前,我們(men)已經(jing)有了(le)一支百余人的太(tai)陽能熱發(fa)電(dian)研發(fa)團隊。自主研發(fa)的智能定日(ri)鏡、大規(gui)模集群聚(ju)光(guang)控制技術(shu)和(he)高(gao)溫熔鹽儲換熱技術(shu)等都達到(dao)國際先進水平,也得(de)到(dao)了(le)國際權威專(zhuan)業機構的高(gao)度評價(jia)。”金建祥說。
近年來,中國(guo)光(guang)(guang)熱(re)產(chan)業在政策扶持和市場需求的(de)雙重驅動下,呈現出蓬(peng)勃發(fa)(fa)展的(de)態勢(shi)。2023年3月,國(guo)家(jia)能(neng)源(yuan)局綜合司(si)發(fa)(fa)布《關于推動光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電規(gui)(gui)(gui)模化發(fa)(fa)展有關事項的(de)通知》。通知提出,力爭“十四五(wu)”期間,全國(guo)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電每年新(xin)增開(kai)工規(gui)(gui)(gui)模達到300萬千瓦(3GW)左右(you)。在業內人士(shi)看(kan)來,這是光(guang)(guang)熱(re)產(chan)業走向(xiang)規(gui)(gui)(gui)模化的(de)強烈(lie)信號。
“我(wo)(wo)們(men)能(neng)順利(li)走過技術‘無(wu)人(ren)區(qu)’,離不開長三角地區(qu)優越的(de)營商環境和充足的(de)創新(xin)人(ren)才(cai)。”金建祥算了一筆賬,這(zhe)些(xie)年來,各級政府部(bu)門的(de)各類研(yan)發資(zi)金支持(chi),累計達3億元。“政府支持(chi)不僅解(jie)了企業燃眉之急(ji),更讓股東們(men)覺(jue)得國家(jia)認可(ke)我(wo)(wo)們(men)的(de)研(yan)究方向,投資(zi)者信心(xin)更強。”
與可勝技術類(lei)似,一批長三(san)角企業正在未來能源領域的技術“無(wu)人區”砥礪前(qian)行。奧展(zhan)實(shi)業有限公司以“最高標(biao)準做出最小標(biao)準件”,為(wei)(wei)金塔(ta)中(zhong)光(guang)太陽能10萬(wan)千瓦(wa)光(guang)熱+60萬(wan)千瓦(wa)光(guang)伏等項目供(gong)應標(biao)準件;常(chang)州龍騰光(guang)熱科技股份有限公司成功為(wei)(wei)烏拉(la)特中(zhong)旗(qi)100MW槽式光(guang)熱發電項目提(ti)供(gong)核心(xin)鏡場裝備……
“光熱發(fa)電(dian),現階段面臨(lin)的(de)挑戰(zhan)是度電(dian)成(cheng)本(ben)較高,盡管光熱發(fa)電(dian)度電(dian)成(cheng)本(ben)近(jin)幾(ji)年(nian)已經明(ming)顯下降,但仍高于風電(dian)、光伏。隨(sui)著電(dian)力系統市場化改革的(de)不(bu)(bu)斷深入(ru),CCER的(de)實施,同(tong)時光熱發(fa)電(dian)單機規模和行業規模的(de)不(bu)(bu)斷擴(kuo)大,技術(shu)不(bu)(bu)斷優化、迭(die)代,我們預測在未來(lai)3到5年(nian)內光熱發(fa)電(dian)就能實現獨立盈利。”金(jin)建祥(xiang)說。
李(li)瓊慧表示,隨著技術和工藝進步,規(gui)模化發(fa)展的(de)帶動下,光(guang)熱(re)電(dian)(dian)(dian)站的(de)成本有望(wang)大(da)幅下降,初步估算,2035年(nian)以后(hou)光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)(dian)度電(dian)(dian)(dian)成本可降至(zhi)0.3元(yuan)/千瓦時以下,出(chu)力特性接(jie)近煤電(dian)(dian)(dian),綜合利用成本接(jie)近甚至(zhi)低于配置儲能(neng)的(de)風電(dian)(dian)(dian)和光(guang)伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)。