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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月13日，2023中國國際光熱(re)大會(hui)(hui)暨CSPPLAZA第(di)十屆(jie)年會(hui)(hui)在浙江(jiang)杭州盛大召(zhao)開，山東電力建設第(di)三工(gong)程(cheng)(cheng)有限(xian)公司首席工(gong)程(cheng)(cheng)師、工(gong)程(cheng)(cheng)咨詢院(yuan)副院(yuan)長、光熱(re)研究中心主任王仁寶出席會(hui)(hui)議并(bing)帶來主題報告《光熱(re)綜合(he)能源供(gong)應(ying)技術(shu)應(ying)用實踐》。

圖：王仁寶

光熱綜合能源供應背景

▋能耗結構

王仁(ren)寶指出，在工業生(sheng)產(chan)中工藝用(yong)(yong)熱占到總能耗的70%，且大部分由天然(ran)氣和(he)石(shi)油等化石(shi)能源提供，下(xia)表列出了(le)各工藝加熱及發電用(yong)(yong)熱場景和(he)溫度范圍：

▋光熱供能優勢

從能(neng)(neng)量轉換角度來看，太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)到(dao)熱(re)(re)能(neng)(neng)轉換系(xi)統(tong)的年光(guang)熱(re)(re)轉換效(xiao)率(lv)（30%~55%）遠高于太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)到(dao)電力年光(guang)電轉換效(xiao)率(lv)（15%~17%）。因(yin)此，太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)(neng)熱(re)(re)系(xi)統(tong)被認為(wei)是工業熱(re)(re)應用很有吸(xi)引(yin)力的解(jie)決方(fang)案之(zhi)一。

▋主要供能場景

國外學者在分析了西(xi)方(fang)工業國的太陽能(neng)熱潛(qian)力后，認為太陽能(neng)熱利用最(zui)有前(qian)途的行業包(bao)括石油開(kai)采上(shang)游和下游產業、食品和飲(yin)料加工、制藥等。

王仁寶闡述，太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)熱(re)利(li)(li)(li)用就是(shi)用太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)集熱(re)器將太(tai)陽(yang)(yang)(yang)輻射能(neng)(neng)(neng)收(shou)集起來，通過與物質的相互作用轉換成熱(re)能(neng)(neng)(neng)加(jia)以利(li)(li)(li)用。按利(li)(li)(li)用的溫度不同(tong)分為太(tai)陽(yang)(yang)(yang)能(neng)(neng)(neng)低溫(<100℃)利(li)(li)(li)用、中溫(100～250℃)利(li)(li)(li)用和(he)高溫(>250℃)利(li)(li)(li)用。應用領(ling)域已(yi)從提供(gong)生(sheng)活熱(re)水向(xiang)采暖、石油開采、干(gan)燥、鍋爐等工農(nong)業諸多領(ling)域擴展。

圖：太陽能高中低溫領域利用

其中，王(wang)仁寶特別(bie)強調了(le)高溫領(ling)域應用，可(ke)為工業脫碳提供高參數(shu)能量來(lai)源，具(ju)體體現為以下幾個方面：

1.為石油、稠油開發提供高(gao)溫、高(gao)壓(ya)蒸汽提供能源來(lai)源；

2.為(wei)高溫(wen)熱法海水(shui)淡化提供能量(liang)來源(yuan)；

3.為(wei)高(gao)溫熱解(jie)/電解(jie)制氫(qing)提供能量來源，水通過(guo)吸(xi)收太陽能分解(jie)產生(sheng)(sheng)氫(qing)氣(qi)，為(wei)“綠氫(qing)”（可再(zai)生(sheng)(sheng)能源制氫(qing)，制氫(qing)過(guo)程(cheng)無碳排放）的重要來源；

4.為鋼鐵、水泥等(deng)有(you)高溫需(xu)求的高耗能(neng)(neng)工(gong)業，提(ti)供能(neng)(neng)源(yuan)來(lai)源(yuan)，為工(gong)業脫(tuo)碳提(ti)供能(neng)(neng)量來(lai)源(yuan)。

商業化應用

▋案例1—澳大利亞Sundrop沙漠農場項目

澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)Sundrop沙漠農場項目位于澳(ao)(ao)大(da)利亞(ya)奧古斯塔港附近，是全(quan)球第一(yi)個(ge)基于CSP技術的商業化綜(zong)合能源工(gong)程，同時(shi)也(ye)是世界上(shang)第一(yi)座利用光熱(re)+海水淡化+發(fa)電+溫控溫室來運營的沙漠農場。

Sundrop農場(chang)占(zhan)地(di)(di)約(yue)20萬(wan)平方米，坐落于澳洲(zhou)南部靠海(hai)的沙漠(mo)。所在地(di)(di)屬熱(re)帶沙漠(mo)氣候和地(di)(di)中海(hai)氣候的過渡地(di)(di)帶，夏季炎熱(re)干(gan)旱，冬季溫和濕潤(run)，并不適(shi)(shi)宜農場(chang)作(zuo)物生長。然(ran)而，Sundrop農場(chang)卻能很(hen)好(hao)地(di)(di)適(shi)(shi)應(ying)這(zhe)種沙漠(mo)干(gan)旱的環境，原因在于采用了光熱(re)系統，可為農場(chang)提供(gong)(gong)電力和供(gong)(gong)暖，同時驅(qu)動海(hai)水(shui)淡(dan)(dan)化(hua)裝(zhuang)置(zhi)制造農場(chang)所需的淡(dan)(dan)水(shui)。

Sundrop農場(chang)光熱(re)綜合(he)能(neng)源項目自2015年(nian)10月(yue)開始建設，2016年(nian)6月(yue)開始調(diao)試，2016年(nian)10月(yue)滿負荷并網(wang)投運，至今運行情況良好。

Sundrop農場光熱綜合能源(yuan)項(xiang)目(mu)相關數據

圖(tu)：Sundrop農場光熱綜合能源項目(mu)鳥(niao)瞰圖(tu)

作為全(quan)球首個無土壤、無農藥、不使用化石燃料或地下水(shui)的農業系(xi)統，其成功運行(xing)標(biao)志著可再生(sheng)能(neng)源(yuan)將(jiang)更全(quan)面地被(bei)利(li)用。

該項目鏡場采用(yong)SEPCOIII小(xiao)型定(ding)日鏡技(ji)術，聚光(guang)集熱(re)(re)系統產生的(de)高溫高壓蒸汽(qi)一部分進入儲熱(re)(re)系統，一部分進入背壓式汽(qi)輪(lun)機發(fa)電(dian)為農(nong)場提供(gong)電(dian)力，同時蒸汽(qi)為海水(shui)淡化(hua)系統提供(gong)熱(re)(re)源。

▋案例2—西藏扎布耶源網荷儲一體化綜合能源供應項目

“西(xi)藏(zang)扎(zha)布耶鹽湖(hu)綠色綜(zong)合開發利用萬(wan)噸(dun)電池級碳酸鋰項目”由(you)西(xi)藏(zang)礦業發展(zhan)股(gu)份(fen)有(you)限(xian)公(gong)司投(tou)資建設，位(wei)于(yu)仲巴縣境內。扎(zha)布耶鹽湖(hu)總面(mian)積為235 平方公(gong)里，湖(hu)面(mian)海(hai)拔4422 米，為全球第三、亞洲第一(yi)百萬(wan)噸(dun)級鋰礦鹽湖(hu)。

西(xi)藏(zang)扎(zha)布耶(ye)源(yuan)網荷儲一體化綜(zong)合能(neng)源(yuan)供應項(xiang)目(mu)采(cai)用“光(guang)熱+光(guang)伏(fu)+儲能(neng)”技術路線，可為上述項(xiang)目(mu)提(ti)供能(neng)源(yuan)，保障碳酸鋰加工(gong)廠連續生產供能(neng)需求。該項(xiang)目(mu)位于西(xi)藏(zang)自(zi)治區日喀則市仲巴縣以北扎(zha)布耶(ye)鹽湖東南(nan)側(ce)，地處海拔4500米的青藏(zang)高原，是全球(qiu)首個在高海拔地區，實現清(qing)潔能(neng)源(yuan)孤網運行綜(zong)合供能(neng)的先行先試的“珠峰”項(xiang)目(mu)。

西藏扎布耶源網(wang)荷儲(chu)一體化(hua)綜合(he)能源供應項(xiang)目所在地光資源豐富，年均水平總輻(fu)射量(liang)（GHI）>2000 kWh/m2，屬全國最豐富區；年均法(fa)向直接輻(fu)射量(liang)（DNI）>2700 kWh/㎡，非常適合(he)建(jian)光熱(re)、光伏電站(zhan)。

據(ju)王仁寶介紹(shao)，整個能源站由光(guang)伏電(dian)站、光(guang)熱電(dian)站、電(dian)化學儲能三(san)部(bu)分組成。

圖：項目配(pei)置相關數據

光(guang)熱(re)(re)部分采用槽式光(guang)熱(re)(re)發電(dian)技術，容(rong)量為(wei)40MW。該項(xiang)目(mu)由(you)山東電(dian)力建設(she)(she)第三(san)工(gong)程有(you)限公(gong)司和(he)中(zhong)國(guo)船舶重工(gong)集團有(you)限公(gong)司聯合建設(she)(she)，光(guang)熱(re)(re)系統(tong)儲熱(re)(re)容(rong)量可達1915兆瓦時，熔鹽儲熱(re)(re)時長(chang)可達16小時。

王(wang)仁寶向與會(hui)來賓分享了該系統的運行邏輯，如下：

—白天工況光伏滿發，為碳酸(suan)鋰廠(chang)供(gong)電(dian)(dian)，多余(yu)電(dian)(dian)力(li)進入(ru)電(dian)(dian)化學儲能；光熱低(di)負荷運行，為碳酸(suan)鋰廠(chang)供(gong)汽；

—夜間工(gong)況光熱滿發，為碳(tan)酸鋰廠供電的同時供汽(qi)；

—配置解耦(ou)蒸(zheng)汽(qi)發生器，汽(qi)輪機抽汽(qi)不足時來自鏡場或儲熱系統的熱量直接為碳酸(suan)鋰廠蒸(zheng)汽(qi)。

機遇與挑戰

▋機遇

2020年(nian)9月(yue)，國家(jia)主席習近平在第七(qi)十五屆聯合(he)國大會一般性辯論(lun)的講話中(zhong)(zhong)提(ti)到：中(zhong)(zhong)國將提(ti)高國家(jia)自(zi)主貢獻力度，采取(qu)更(geng)加有(you)力的政策和措施，二氧化碳(tan)(tan)排(pai)放力爭(zheng)于(yu)2030年(nian)前(qian)達(da)到峰值，努力爭(zheng)取(qu)2060年(nian)前(qian)實現碳(tan)(tan)中(zhong)(zhong)和。

圖：2021-2022年光熱相關鼓勵政策

2023年(nian)3月20日國(guo)家能源局發布了28號(hao)文(wen)-《關于(yu)推動(dong)光(guang)(guang)熱(re)發電規(gui)模(mo)化發展有關事項的通(tong)知》，要求全(quan)國(guo)光(guang)(guang)熱(re)發電每年(nian)新增開工規(gui)模(mo)達(da)到(dao)300萬(wan)千瓦(wa)(wa)左右，規(gui)劃百萬(wan)千瓦(wa)(wa)、千萬(wan)千瓦(wa)(wa)級光(guang)(guang)熱(re)發電基地，率先打造光(guang)(guang)熱(re)產業集群。

上述一系列政策為光(guang)熱行業指明了(le)方向，極大地推動了(le)光(guang)熱發(fa)電產(chan)業的發(fa)展。

▋挑戰

光熱機遇井噴的(de)同時也面臨著(zhu)新的(de)挑戰(zhan)。

（一）工(gong)業脫碳(tan)進程較慢

據國(guo)際能源局統計，電(dian)力行業(ye)脫(tuo)(tuo)碳(tan)速度最快，工(gong)業(ye)生產脫(tuo)(tuo)碳(tan)進程(cheng)相比電(dian)力行業(ye)要(yao)慢(man)大約10-20年。工(gong)業(ye)脫(tuo)(tuo)碳(tan)速度較(jiao)慢(man)的主要(yao)原因是(shi)在(zai)制造鋼、鐵、水泥(ni)、石(shi)灰、化(hua)學品(pin)和(he)鋁等材(cai)料的高溫工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)中，存在(zai)清潔(jie)能源替代技(ji)術不成(cheng)熟(shu)、投資風險(xian)大等問題(ti)。

（二）工業用熱參數(shu)較(jiao)高

工(gong)業(ye)生產(chan)主(zhu)要(yao)以(yi)熱需求為主(zhu)，光(guang)熱在工(gong)業(ye)脫(tuo)碳領域具有天然的(de)技術優勢。目(mu)前全(quan)球碳排放(fang)最大的(de)生產(chan)行業(ye)包括金屬冶煉、水泥生產(chan)等，所需反應溫(wen)度(du)均(jun)高(gao)于熔鹽儲(chu)熱的(de)溫(wen)度(du)（565℃），光(guang)熱系統需要(yao)開發耐高(gao)溫(wen)的(de)儲(chu)換熱介質以(yi)應對新的(de)挑戰。

資(zi)料來源(yuan)(yuan)：國際能源(yuan)(yuan)署

上圖所(suo)示(shi)為，截至2050年，每五年主要經濟部(bu)門(men)對全球(qiu)二氧化(hua)碳排放量的預計貢獻，以及(ji)工(gong)業排放量占(zhan)總排放量的份額(e)。

最后，王仁寶總結，光熱(re)(re)技(ji)術(shu)具有光熱(re)(re)轉換效(xiao)率(lv)高、安全、無污染(ran)等(deng)優勢，在(zai)減碳的大(da)背景下，光熱(re)(re)產業(ye)(ye)(ye)面臨巨大(da)的歷史機遇，已(yi)逐步涉足發(fa)(fa)電、工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)熱(re)(re)利用(yong)、海(hai)水淡(dan)化、供暖、石油開采和(he)生態農(nong)業(ye)(ye)(ye)等(deng)行(xing)業(ye)(ye)(ye)，發(fa)(fa)展(zhan)前(qian)景廣(guang)闊。同時，光熱(re)(re)也(ye)面臨諸多挑戰，如(ru)發(fa)(fa)電成本較高，儲換熱(re)(re)溫(wen)度低于工(gong)(gong)業(ye)(ye)(ye)用(yong)熱(re)(re)需求等(deng)。未來光熱(re)(re)綜合利用(yong)技(ji)術(shu)將(jiang)朝著高參數(shu)、高效(xiao)率(lv)、高可靠性、低成本方向持(chi)續發(fa)(fa)展(zhan)。

SEPCOIII光熱技術

山東電力建(jian)(jian)設(she)(she)第三工(gong)程有(you)限公司（以下簡(jian)稱(cheng)“SEPCOIII”）成立于1985年(nian)，是(shi)(shi)中國(guo)(guo)電力建(jian)(jian)設(she)(she)集團(tuan)全(quan)資(zi)A級子公司，是(shi)(shi)以EPCO、EPC等(deng)方式承包各(ge)類(lei)型電站、海水淡化、基礎(chu)設(she)(she)施(shi)等(deng)工(gong)程建(jian)(jian)設(she)(she)為(wei)主，廣泛涉足電力與金融投資(zi)、設(she)(she)計咨詢(xun)、設(she)(she)備(bei)制造(zao)與租賃(lin)、國(guo)(guo)際物流(liu)與貿易、調試運行、休閑旅游(you)等(deng)多個領(ling)域(yu)的綜合性(xing)建(jian)(jian)設(she)(she)集團(tuan)。

SEPCOIII設(she)有青島總部和迪拜公(gong)司，可為客戶提供從項(xiang)目(mu)可研到融資、勘探(tan)、策劃、設(she)計、采購、施工(gong)、調(diao)試、運(yun)行維護、檢修改造等(deng)一攬子解決方案(an)。 

圖：相關榮譽

SEPCOIII連續8年入選美國《工程新聞記(ji)錄》（ENR）“250強(qiang)國際總承包商(shang)”榜單，2014年位(wei)列第(di)58位(wei)。近年來，公司被評為“中央企(qi)業先(xian)進集體”，榮獲“全(quan)國五一勞動獎狀”。

圖：相關業績

圖：公司組織機構

SEPCOIII打造了(le)(le)完(wan)整的光熱技術EPCO產業鏈，通過不(bu)懈(xie)的努力(li)，積累豐富理論與實踐(jian)經驗。涵(han)蓋(gai)鏡(jing)場成(cheng)(cheng)套設備及技術、設計、采購、施(shi)工(gong)、調(diao)試到運維各(ge)(ge)環(huan)節的項(xiang)目(mu)(mu)任務(wu)。項(xiang)目(mu)(mu)執行(xing)(xing)過程中，E、P、C、O各(ge)(ge)環(huan)節能(neng)(neng)夠緊密(mi)銜接，在項(xiang)目(mu)(mu)前期(qi)提前介(jie)入，統籌安排，并(bing)進(jin)行(xing)(xing)各(ge)(ge)環(huan)節的經驗反饋，形(xing)成(cheng)(cheng)EPCO的完(wan)整閉環(huan)，為工(gong)期(qi)控制、性能(neng)(neng)風險把控、機組可靠穩定運行(xing)(xing)、故障高效處理以及項(xiang)目(mu)(mu)的成(cheng)(cheng)功(gong)投產提供了(le)(le)強有力(li)保障。

王仁寶介紹，光(guang)熱電站的設計(ji)工作(zuo)主要由工程(cheng)咨(zi)詢院承擔，該院具有甲級設計(ji)資質及(ji)豐(feng)富(fu)的國際電力工程(cheng)設計(ji)、咨(zi)詢經(jing)驗(yan)，標準規范與(yu)(yu)國際接軌，從業人(ren)員近400人(ren)。已參與(yu)(yu)摩(mo)洛哥、南非(fei)紅石、西藏扎布耶等多個項(xiang)目前期及(ji)施工圖設計(ji)工作(zuo)，并(bing)參與(yu)(yu)了多個國內外光(guang)熱項(xiang)目的投標、咨(zi)詢、可(ke)研等工作(zuo)。

此外，SEPCOIII整合(he)全球優勢資源，同國際知名光熱技(ji)術企業(ye)和(he)設備(bei)廠家建立了長期戰(zhan)略合(he)作關系。2019年(nian)，完成(cheng)了對擁有豐(feng)富塔式(shi)光熱技(ji)術經驗的美國 eSolar公(gong)司鏡(jing)場技(ji)術包收購工(gong)作，成(cheng)為該(gai)技(ji)術唯一所有人。

SEPCOIII鏡場技(ji)術自2007年開始研發(fa)，經過多年的技(ji)術迭(die)代，具備(bei)高(gao)可靠性、低(di)成本(ben)、高(gao)精(jing)度(du)等(deng)特點。SEPCOIII全面掌握了塔式太陽能光熱發(fa)電關鍵技(ji)術，并進一步實現核心(xin)裝(zhuang)備(bei)國產化，持續推廣光熱綜合能源供(gong)應領域應用。

目前，鏡場技術(shu)已成(cheng)功應用于美國(guo)蘭卡斯(si)特、印度(du)拉賈斯(si)坦邦、澳大(da)利(li)亞奧古斯(si)塔港等多個項目，運行效果良好。