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CSPPLAZA光熱發電網報道：不久前，國(guo)際可再生能源機(ji)構（IRENA）發布的一份報告顯(xian)示，自2010年(nian)以來光熱(re)發電成本下(xia)降了47%左右，僅次(ci)于光伏。

雖然降幅頗大，但在可(ke)再(zai)生能(neng)(neng)源(yuan)逐漸(jian)趨于平價的(de)當下，光熱發電(dian)行業(ye)目(mu)前仍面臨極(ji)大的(de)降本(ben)壓力(li)，若想(xiang)在加速變革的(de)能(neng)(neng)源(yuan)體系中占得一席之(zhi)地，唯(wei)有(you)通(tong)過各方協力(li)把光熱發電(dian)成本(ben)降下來才能(neng)(neng)贏(ying)得生存和發展空間。

如何實(shi)現？技術創新(xin)無疑是一(yi)條正途，也是以美(mei)國為首(shou)等光熱發(fa)電(dian)大國持續多年實(shi)施的重要(yao)措施。

同時，由于技(ji)術路線(xian)較多，系(xi)統組成也(ye)較為復雜，光熱發電行業可實施技(ji)術創新(xin)的細分(fen)門類也(ye)比較多，有(you)時需要多個(ge)環節(jie)和上(shang)下游企業一起參(can)與。

由于(yu)后端（常規島(dao)(dao)，又稱發(fa)電(dian)島(dao)(dao)，投資占(zhan)比(bi)10%左右(you)）與已發(fa)展(zhan)非常成(cheng)熟的傳統煤電(dian)行業基(ji)本一致，目前光熱發(fa)電(dian)行業的技(ji)術創新措施(shi)多(duo)聚焦在太陽島(dao)(dao)（光場，投資占(zhan)比(bi)50%左右(you)）和儲熱島(dao)(dao)（投資占(zhan)比(bi)20%左右(you)），尤其是(shi)總投資占(zhan)比(bi)一半左右(you)的太陽島(dao)(dao)。

IRENA認為，太(tai)陽島各(ge)部件（如反射鏡、集(ji)(ji)熱(re)(re)器）的技術(shu)進步、安裝設計成(cheng)(cheng)本下降(jiang)(jiang)、特定組件成(cheng)(cheng)本下降(jiang)(jiang)都可(ke)以降(jiang)(jiang)低光熱(re)(re)發電的成(cheng)(cheng)本。此外，塔式吸熱(re)(re)器各(ge)部件的成(cheng)(cheng)本下降(jiang)(jiang)空(kong)間比槽式集(ji)(ji)熱(re)(re)器稍大一些，當然這也與(yu)目(mu)前塔式光熱(re)(re)電站(zhan)裝機(ji)量仍相對較(jiao)少有關。

下文梳理了一(yi)些(xie)目前業界正在推進中、有望未來推動光熱發電成本(ben)快速(su)下降的幾方面技術創新途徑：

1、反射鏡：

1）反(fan)射(she)(she)膜：是在鋁(lv)質或不銹(xiu)鋼等(deng)材料制成的基板上(shang)覆上(shang)一層高性能聚合物(wu)薄膜以獲(huo)得輕質反(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)。此舉可顯著降(jiang)低(di)反(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)系(xi)統(tong)的整體(ti)重量，降(jiang)低(di)支架等(deng)系(xi)統(tong)的投資，從(cong)而(er)降(jiang)低(di)光場系(xi)統(tong)整體(ti)投資。但是，從(cong)反(fan)射(she)(she)率角度來看，反(fan)射(she)(she)膜類反(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)與玻璃反(fan)射(she)(she)鏡(jing)(jing)相比(bi)仍有(you)差距，系(xi)統(tong)投資節省部(bu)分與電站發(fa)電量所帶來的損失需(xu)要平衡。

2）厚(hou)(hou)度更薄(bo)(bo)：反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)常用(yong)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度標(biao)準是(shi)(shi)4mm，但事(shi)實(shi)上(shang)，玻璃越厚(hou)(hou)，太(tai)陽光到達反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)反(fan)(fan)射(she)層的(de)(de)(de)光損越多，反(fan)(fan)射(she)率則越低(di)。為(wei)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)高反(fan)(fan)射(she)率，其(qi)中一(yi)個可(ke)行的(de)(de)(de)解決方案(an)即設法(fa)降(jiang)低(di)玻璃的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度，從而降(jiang)低(di)反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)系統的(de)(de)(de)重量，并最終降(jiang)低(di)集熱場的(de)(de)(de)整體投資。但是(shi)(shi)，超(chao)薄(bo)(bo)反(fan)(fan)射(she)鏡(jing)相對通用(yong)的(de)(de)(de)4mm鏡(jing)在(zai)成本(ben)上(shang)要(yao)高出不少(shao)，其(qi)帶來的(de)(de)(de)聚(ju)光效率的(de)(de)(de)提(ti)升是(shi)(shi)否足以(yi)抵消并超(chao)出其(qi)成本(ben)增加(jia)尚(shang)缺乏實(shi)際案(an)例的(de)(de)(de)證實(shi)。

3）微弧平面(mian)鏡(jing)：在實(shi)際應用中(zhong)，為獲(huo)得較(jiao)好的聚光效果，平面(mian)鏡(jing)也(ye)經常通過支(zhi)架(jia)固定(ding)(ding)等方(fang)式(shi)形成(cheng)一定(ding)(ding)的微弧。除了機械方(fang)式(shi)外，部分廠商已生(sheng)產(chan)或正在開發“天然(ran)”的微弧反射鏡(jing)，即生(sheng)產(chan)出的成(cheng)品即為微弧鏡(jing)，而非后期安裝時通過機械作用力產(chan)生(sheng)。

“天然”微(wei)弧鏡(jing)的生(sheng)產(chan)技(ji)術和(he)工藝難(nan)度并不太高(gao)，也可(ke)以(yi)減少鏡(jing)場安(an)裝時的工作量。但其產(chan)品生(sheng)產(chan)流(liu)程較(jiao)為(wei)復雜，成(cheng)本一般要遠高(gao)于普通平面鏡(jing)。如果可(ke)以(yi)生(sheng)產(chan)出低成(cheng)本的微(wei)弧平面鏡(jing)，將大(da)大(da)降低鏡(jing)場的安(an)裝成(cheng)本，提升(sheng)聚焦精度。

2、集熱管：

1）熔鹽集熱(re)管：與(yu)傳統槽式光熱(re)系統的(de)傳熱(re)介質導熱(re)油相比，熔鹽的(de)使用(yong)溫度可(ke)達到550℃以(yi)上，可(ke)以(yi)直(zhi)接進行(xing)儲熱(re)，而且價格低，安全可(ke)靠，從而顯著提(ti)高電站(zhan)效率。

熔鹽集(ji)熱(re)管面臨的(de)技術難點有兩個，一是需要(yao)耐(nai)高溫涂層(ceng)：目前的(de)選擇(ze)性(xing)吸收涂層(ceng)在高溫下運(yun)行易(yi)分解或(huo)脫落，穩定工作溫度不超(chao)過400℃，這(zhe)是槽式技術采用(yong)(yong)熔鹽做傳(chuan)熱(re)介(jie)質的(de)障礙之一，研發(fa)耐(nai)550℃高溫的(de)選擇(ze)性(xing)吸收涂層(ceng)為集(ji)熱(re)管技術的(de)一個發(fa)展(zhan)方向；二要(yao)增加耐(nai)腐蝕性(xing)，若采用(yong)(yong)熔鹽做傳(chuan)熱(re)介(jie)質，其所含的(de)氯離子等(deng)雜質將對金屬內管造成腐蝕，需采用(yong)(yong)抗腐蝕的(de)金屬材(cai)料內管，或(huo)改進熔鹽的(de)成分，降低(di)其腐蝕性(xing)。

2）DSG集(ji)熱(re)管(guan):DSG直(zhi)接(jie)蒸(zheng)汽(qi)(qi)發生技(ji)術采(cai)用水直(zhi)接(jie)產(chan)生蒸(zheng)汽(qi)(qi)，可省去多級換熱(re)流程(cheng)，其運(yun)行溫度可以提(ti)高(gao)(gao)到450℃以上，系(xi)統效率和成(cheng)本效益提(ti)升明(ming)顯(xian)。DSG集(ji)熱(re)管(guan)面臨(lin)的(de)技(ji)術難題是需要(yao)承(cheng)受更高(gao)(gao)的(de)運(yun)行壓力(li)，選用導熱(re)油做傳(chuan)熱(re)介(jie)質(zhi)對集(ji)熱(re)管(guan)造成(cheng)的(de)壓力(li)不高(gao)(gao)于4Mpa，但如果采(cai)用水做工質(zhi)，則需要(yao)耐壓在10Mpa以上，這對真空集(ji)熱(re)管(guan)的(de)耐高(gao)(gao)溫性能、承(cheng)壓能力(li)及可靠性都提(ti)出(chu)了更高(gao)(gao)的(de)要(yao)求。

3)大尺(chi)(chi)(chi)寸集熱(re)(re)管(guan):光(guang)(guang)熱(re)(re)發電系(xi)統的(de)(de)(de)聚光(guang)(guang)比(bi)(bi)是指采光(guang)(guang)面積與吸收(shou)體(ti)面積的(de)(de)(de)比(bi)(bi)值，聚光(guang)(guang)比(bi)(bi)越(yue)高(gao)，電站(zhan)運(yun)行溫(wen)(wen)度就越(yue)高(gao)，從而提高(gao)發電效率。因此(ci)，更(geng)大尺(chi)(chi)(chi)寸的(de)(de)(de)不銹鋼內管(guan)外徑在單(dan)位長(chang)度內可傳輸更(geng)多(duo)熱(re)(re)量，有效降低廣場(chang)系(xi)統的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)投(tou)資。但僅僅只增(zeng)大集熱(re)(re)管(guan)的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸，其聚光(guang)(guang)比(bi)(bi)將(jiang)相對(dui)減小，不易達到高(gao)溫(wen)(wen)。因此(ci)，如果要增(zeng)加集熱(re)(re)管(guan)尺(chi)(chi)(chi)寸，反射鏡系(xi)統的(de)(de)(de)尺(chi)(chi)(chi)寸也需隨之增(zeng)大。

目(mu)前國內外多家集熱管廠商都推(tui)出了(le)內徑(jing)90MM等不同規格的(de)大口(kou)徑(jing)集熱管，以滿足創新(xin)型大開(kai)口(kou)集熱器的(de)配套(tao)需求。

3、槽式集熱器：

1）大(da)開口(kou)：從集(ji)熱器更新迭代趨勢來(lai)看，最大(da)的特點就是開口(kou)面(mian)積(ji)越來(lai)越大(da)，傾(qing)向于(yu)大(da)型化以提高聚光(guang)比。

2）輕質化(hua)：比如奧地利HELIOVIS AG推出(chu)的(de)充氣型薄膜槽式(shi)集熱(re)器HELIOtube，其可通過(guo)簡單的(de)卷裝(zhuang)方式(shi)批量生產運輸，抗風(feng)性能佳。最(zui)關鍵的(de)是(shi)，集熱(re)器原材料(liao)的(de)徹底轉變，可大幅降低電站的(de)集熱(re)成本(ben)。

4、定日鏡：

1）獨(du)特(te)鏡面設計：目前(qian)(qian)大多數定日鏡的(de)形(xing)狀一般呈(cheng)方(fang)形(xing)或矩形(xing)，Schlaich bergermann partner（SBP）公(gong)司(si)開發出了采用(yong)獨(du)特(te)五邊形(xing)設計的(de)Stellio定日鏡，呈(cheng)中心對(dui)稱結構(gou)，用(yong)料少，材質堅固(gu)，且聚光均(jun)勻，抗風性能佳，凈采光面積47.5平方(fang)米，目前(qian)(qian)已應用(yong)于中電(dian)工程哈密50MW熔(rong)鹽塔(ta)式電(dian)站，由(you)武(wu)漢(han)圣普太(tai)陽能科技有限公(gong)司(si)負責(ze)生(sheng)產(chan)。

2）支架結(jie)(jie)構(gou)創新：傳統的(de)(de)定日鏡(jing)裝置多是(shi)“蘑菇(gu)型”，但龍巖(yan)智康(kang)太陽(yang)能(neng)科(ke)技有限公司(si)推(tui)出了一種中國特色的(de)(de)“中式樹型定日鏡(jing)”，該公司(si)稱，與(yu)蘑菇(gu)型鏡(jing)架相(xiang)比(bi)，其鏡(jing)架結(jie)(jie)構(gou)非常穩，抗風(feng)性(xing)能(neng)強，安裝維(wei)護方便，精度可與(yu)機床媲美。此前(qian)，該公司(si)第二代樹型定日鏡(jing)已(yi)經通過了中科(ke)院延慶太陽(yang)能(neng)基地的(de)(de)測(ce)試，測(ce)試結(jie)(jie)果(guo)顯(xian)示，在11m/s風(feng)速下其跟蹤準確度達到3.5mrad的(de)(de)概率為93.7%。

美國創業公司Skysun研(yan)發的(de)“聯動定日鏡”則(ze)進行了更大突破，其(qi)將多(duo)個(ge)定日鏡集(ji)中(zhong)固定在同一個(ge)支架上(shang)，利用共享的(de)驅動電機(ji)和支架。據悉，采用該設計電站(zhan)的(de)總體安裝成(cheng)本有(you)望降低一半左右，該項目(mu)目(mu)前正在美國能源部SunShot計劃(hua)的(de)基金支持下(xia)推進。

圖：Skysun聯(lian)動定日鏡樣(yang)機

3）定日鏡(jing)無線控制系(xi)統：無線控制系(xi)統可以大(da)幅減少太陽島電纜使(shi)用量(liang)，從而大(da)大(da)降低(di)太陽島的建設成本(ben)，目(mu)前該技(ji)術已在以色(se)列Ashalim1塔式光熱電站(zhan)等項目(mu)上得(de)到應用。

5、吸熱器：

在(zai)(zai)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)方面，目前塔式光熱(re)(re)電站(zhan)所(suo)使用(yong)的吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)一般(ban)是水工質(zhi)或熔(rong)鹽(yan)(yan)工質(zhi)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)，一般(ban)情況下，熔(rong)鹽(yan)(yan)吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)的運行溫度不超過600℃，國內外(wai)一些(xie)光熱(re)(re)技術(shu)公司都在(zai)(zai)研究(jiu)可承受(shou)更高溫度（1000℃甚至更高）且耐(nai)腐蝕(shi)的吸(xi)熱(re)(re)器(qi)(qi)(qi)(qi)，以適應傳統的蒸汽(qi)輪機以及新型的超臨界二氧(yang)化碳渦輪機。

6、新型熔鹽：

系統運(yun)(yun)行(xing)溫度(du)是削減光熱發(fa)電(dian)(dian)成本(ben)的關鍵因素，目(mu)前商用光熱發(fa)電(dian)(dian)系統的最高(gao)運(yun)(yun)行(xing)溫度(du)為(wei)565℃，有(you)待進一步提高(gao)。為(wei)此(ci)，包括阿貢國(guo)家(jia)實驗室、橡樹嶺(ling)國(guo)家(jia)實驗室等在內(nei)的多家(jia)美(mei)國(guo)科研機(ji)構及院校正在開(kai)展(zhan)將(jiang)氯(lv)鹽作(zuo)為(wei)光熱電(dian)(dian)站新型(xing)工作(zuo)介質的相關研究(jiu)，這種(zhong)氯(lv)鹽的最高(gao)運(yun)(yun)行(xing)溫度(du)達(da)750℃。

7、超臨界二氧化碳技術：

通過超(chao)臨界CO2布雷頓循(xun)環系統來提升光熱電站(zhan)的運行(xing)效(xiao)率，同時降低光熱電站(zhan)成本，使其更具市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)力。

該技(ji)(ji)術(shu)所構(gou)建(jian)的(de)系統涉及(ji)到很(hen)多(duo)對(dui)性(xing)能要求較(jiao)高的(de)原材料和設備零部(bu)件(jian)，如超臨(lin)(lin)界二氧化(hua)碳(tan)渦輪機(ji)(ji)、耐(nai)氧化(hua)，耐(nai)熱(re)機(ji)(ji)械(xie)的(de)陶瓷復合換熱(re)器(qi)等(deng)，目前以美(mei)國(guo)能源部(bu)（DOE）為代表的(de)全球多(duo)個科研機(ji)(ji)構(gou)正(zheng)在加快推進超臨(lin)(lin)界二氧化(hua)碳(tan)光熱(re)發電(dian)技(ji)(ji)術(shu)商(shang)業(ye)化(hua)。

圖：超臨界二氧(yang)化(hua)碳渦輪機

此(ci)外，相(xiang)比其它可(ke)再生能源發(fa)電技(ji)術，光熱(re)發(fa)電項目(mu)的規劃部(bu)署(shu)相(xiang)對有(you)限(xian)，但隨著國際(ji)范圍內的新增項目(mu)不斷增加，成本也將會(hui)明(ming)顯下(xia)降；同時，由于開發(fa)商(shang)和各參與方經(jing)驗(yan)越(yue)來越(yue)豐(feng)富(fu)，供應商(shang)和EPC總(zong)承包的風險邊際(ji)也會(hui)降低。

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(guang)熱技術創新與應用”、“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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