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鏡場(chang)(chang)是(shi)收集太(tai)陽能(neng)(neng)量、保證(zheng)熱能(neng)(neng)源源不斷輸送的關鍵環節，是(shi)光熱電站的能(neng)(neng)量寶庫。但在電站運行過程中，長期暴露在空氣中的鏡場(chang)(chang)需要定期清理，如(ru)遇(yu)極端天氣還有可(ke)能(neng)(neng)造(zao)成重大損失(shi)。

目(mu)前，加拿大的(de)一(yi)家(jia)初創公司Solar Steam研發了一(yi)款(kuan)放置在透(tou)明封(feng)閉結構內的(de)太陽能槽(cao)式(shi)鏡，或將成為上述問(wen)題的(de)新型解決方式(shi)。

近(jin)日，Solar Steam被Foresight Canada評選為該國(guo)最具投(tou)資價值的清潔技(ji)術公司之一。這家初創(chuang)企業(ye)利用創(chuang)新(xin)型槽式聚光集(ji)熱(re)技(ji)術生產熱(re)水和蒸汽，以供需要在(zai)2030年前實(shi)現20-30%綠色能(neng)源目標的工業(ye)和機構客(ke)戶使用。

Solar Steam榮獲“最具投資價值”加拿大初創企業獎

模塊化、方便運輸的封閉式槽式集熱設計

據Solar Steam官網介紹，Solar Steam的(de)槽式(shi)技術(shu)專(zhuan)為在極端氣候(hou)下運行而設計，即：在透明封閉(bi)結構內使用一系列(lie)輕型太陽能槽式(shi)聚光鏡(jing)將太陽熱能集中(zhong)到接收器上。其外殼(ke)經過定(ding)制設計，可實(shi)現最(zui)佳的(de)透光率，并可使太陽能鏡(jing)場(chang)在免受惡(e)劣(lie)天(tian)氣條件影響的(de)同時保持鏡(jing)場(chang)清潔。

據悉，該(gai)公司(si)有兩種尺寸的(de)模塊化(hua)集熱(re)器產品(pin)，可根(gen)據客(ke)(ke)戶(hu)(hu)的(de)資金情(qing)況和技術需要(yao)選擇(ze)部署，并適用于各種需要(yao)熱(re)量(liang)的(de)工業用戶(hu)(hu)。該(gai)模塊化(hua)系統是(shi)一(yi)個(ge)完整的(de)、方便運輸的(de)單(dan)(dan)元，同(tong)時它們本質上只是(shi)為客(ke)(ke)戶(hu)(hu)改變了燃料能量(liang)的(de)來源，因此與客(ke)(ke)戶(hu)(hu)現有工藝流程的(de)結合(he)非常簡單(dan)(dan)、高效，可以做到幾乎不(bu)需要(yao)停(ting)機。

”我(wo)們(men)的(de)榮譽(yu)之一(yi)是(shi)成為‘號召(zhao)卡爾(er)加里(li)市(shi)就尖端技術(shu)提(ti)出建(jian)議的(de)市(shi)長創(chuang)新(xin)挑戰(zhan)賽’的(de)決(jue)(jue)賽選(xuan)手。”Solar Steam首席執(zhi)行(xing)官(guan)兼創(chuang)始人Apostol Radev表示(shi)。”我(wo)們(men)還(huan)參加了(le)阿爾(er)伯塔省政府(fu)的(de)一(yi)個名為綠色STEM的(de)項目(mu)。該項目(mu)支持深度技術(shu)開發(fa)，解決(jue)(jue)已確定(ding)的(de)行(xing)業(ye)挑戰(zhan)，但與軟件技術(shu)相比，其商業(ye)化(hua)時間更長。今(jin)年早些時候，我(wo)們(men)也非常幸運地成為第(di)一(yi)家(jia)加入Gener8tor的(de)加拿大公(gong)司。Gener8tor是(shi)位于美(mei)國中(zhong)西部的(de)一(yi)個加速器項目(mu)，我(wo)們(men)是(shi)他(ta)們(men)第(di)一(yi)批(pi)可持續發(fa)展團隊的(de)成員。

緩解氣候變化帶來的機遇

為以推動(dong)消(xiao)費者使用更清潔的(de)能源，2019年加拿大開始實施目前已達每(mei)(mei)噸50美元的(de)碳稅計(ji)劃。到(dao)2030年，碳稅將逐步升至(zhi)每(mei)(mei)噸170美元。同時(shi)該計(ji)劃還有一個(ge)溫和但不斷(duan)提(ti)高的(de)清潔燃料(liao)標(biao)準；要(yao)求(qiu)減少提(ti)取、精煉、分配和使用過(guo)程中(zhong)的(de)碳排放。到(dao)2023年，工(gong)業領(ling)域的(de)碳強度(CI)必須實現每(mei)(mei)兆焦耳(gCO2e/MJ)減少至(zhi)少3.5克，到(dao)2030年這一數值將增加到(dao)14克。

另以石油(you)行業為(wei)例，按照該法規，加拿(na)大(da)2023年(nian)汽(qi)油(you)的(de)碳(tan)強(qiang)度(du)(CI)限(xian)(xian)制設定為(wei)每(mei)兆(zhao)焦耳(gCO2e/MJ)91.5克二(er)氧化碳(tan)當量。到2030年(nian)及(ji)之后，當限(xian)(xian)制設定為(wei)81 gCO2e/MJ時，CI限(xian)(xian)制每(mei)年(nian)都會增(zeng)加。對于柴油(you)，限(xian)(xian)制從2023年(nian)的(de)89.5 gCO2e/MJ開始，并在2030年(nian)及(ji)之后上升至79 gCO2e/MJ。該法規有助(zhu)(zhu)于行業發展，并幫助(zhu)(zhu)加拿(na)大(da)盡快實(shi)現凈(jing)零碳(tan)排放(fang)。

Apostol Radev表示(shi)：“人們對(dui)降低溫室氣體(ti)影響的(de)(de)重要性有了新的(de)(de)認識，同時(shi)也開始愈發重視(shi)降低與(yu)工藝熱相(xiang)關的(de)(de)溫室氣體(ti)影響。而Solar Steam代表了一種經(jing)濟高(gao)效且易于(yu)部署的(de)(de)新興技術，可減少碳(tan)(tan)排(pai)放、降低OPEX（即(ji)企業的(de)(de)經(jing)營費用(yong)開支(zhi)），并提高(gao)客戶在日益(yi)受到碳(tan)(tan)約束的(de)(de)全(quan)球(qiu)經(jing)濟中的(de)(de)競爭力。”

作為(wei)一名新加(jia)拿大(da)人，擁有商業(ye)管理背景的Apostol Radev離開(kai)工(gong)作崗位(wei)到卡(ka)爾(er)加(jia)里大(da)學(xue)攻(gong)讀(du)可持續能(neng)源發(fa)展研究(jiu)生(sheng)(sheng)課程后，開(kai)始(shi)對利用太陽能(neng)為(wei)工(gong)業(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)提供蒸汽產(chan)生(sheng)(sheng)了興趣【注：卡(ka)爾(er)加(jia)里（詳細位(wei)置見下圖）是Solar Steam誕生(sheng)(sheng)的地方】

Apostol Radev對此介紹道：“在(zai)卡爾加里，我開(kai)始意(yi)識到處(chu)理流體尤(you)其是水介質的重要性，并開(kai)始研(yan)究它(ta)們(men)與各種(zhong)類型能量(liang)生產過程(cheng)的關(guan)系。”

成功解決凍堵難題

雖然接(jie)近北極，但加拿(na)大(da)阿爾伯塔(ta)省的(de)DNI值(zhi)出奇地高(gao)【詳見上(shang)圖，DNI是決定聚(ju)光(guang)集熱系(xi)統集熱效(xiao)果(guo)和(he)經濟性(xing)的(de)關(guan)鍵指標(biao)】

然而，在目標市場溫(wen)度如此之低的(de)(de)(de)情況下，Apostol Radev的(de)(de)(de)初創公司需要努(nu)力確保管道不(bu)會(hui)結冰，并(bing)將(jiang)蒸汽(qi)/熱(re)水從集熱(re)器輸送到需要供熱(re)的(de)(de)(de)工業建筑(zhu)。

“風險總(zong)是存在(zai)的，但(dan)從2022年1月(yue)開始，我(wo)們能夠在(zai)遠低(di)于零攝氏度的溫(wen)度下進行(xing)試點(dian)——在(zai)最初的六(liu)個(ge)月(yue)里，我(wo)們僅使用鍋爐給水，就能夠完成無中斷運行(xing)。”Apostol Radev指出，“目(mu)前，我(wo)們正在(zai)將該系統轉換為乙二醇(chun)系統，以(yi)便(bian)在(zai)2023年1月(yue)氣溫(wen)降至目(mu)前的水平(ping)時，解決冬季氣溫(wen)過低(di)的問(wen)題。同時，我(wo)們在(zai)通往集熱模塊的管線上安裝了隔熱層。”。

設想典型客戶工藝要求：40bar，250°C水蒸氣

Apostol Radev相信，通過與當地的(de)幾家合作(zuo)伙伴通力合作(zuo)，未來(lai)公(gong)司將快速(su)擴大(da)規(gui)模，并(bing)有(you)望在明(ming)年推出一條生產線。目前，SolarSteam已經制造了一個試(shi)(shi)驗系統并(bing)完成了一年測試(shi)(shi)。

據悉(xi)，Apostol Radev設想的(de)典型客戶(hu)的(de)需求是：40bar的(de)壓力下需要250°C的(de)水蒸氣。除了可利用儲(chu)熱系(xi)(xi)統(tong)來(lai)解決(jue)太陽能的(de)間歇性(xing)問(wen)題，Solar Steam還(huan)可以(yi)提供(gong)(gong)基(ji)于客戶(hu)現有供(gong)(gong)熱系(xi)(xi)統(tong)的(de)耦合(he)系(xi)(xi)統(tong)方案(an)，以(yi)幫助(zhu)客戶(hu)在減少碳排(pai)放、降低成(cheng)本的(de)同時(shi)保障供(gong)(gong)能的(de)安全性(xing)。

Apostol Radev表示：“憑借創(chuang)新型技術，我們有自信通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)較小的集(ji)熱系統幫助(zhu)客戶實現到(dao)2030年清潔能源利用(yong)比例達20-30%的目(mu)標。而(er)在更(geng)遠的未來，我們將通(tong)過(guo)部署更(geng)大規模(mo)的太陽能集(ji)熱系統，并配(pei)置搭配(pei)免(mian)費(fei)綠色熱源的儲(chu)熱系統，助(zhu)力更(geng)多公司真正實現凈零排(pai)放。”