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Torresol能源公司率先在塔式光熱電站中采用熔鹽儲熱技術(shù)，該公司第一個投入商業(yè)運營的光熱電站是位于西班牙的裝機19.9MW的Gemasolar項目，該電站的熔鹽儲熱時長達15小時。

其他公司如Abengoa和BrightSource此后也陸續(xù)開始采用熔鹽儲熱技術(shù)。例如，Abengoa正在智利Atacama沙漠建設(shè)一座裝機110MW的塔式熔鹽光熱電站，該電站儲熱時長達17.5小時。另外，該公司還完成建設(shè)全球裝機規(guī)模最大的槽式光熱電站之一，位于美國亞利桑那州裝機280MW的Solana光熱電站，該電站配置6小時儲熱系統(tǒng)，已于2013年10月實現(xiàn)商業(yè)化運行。

降低成本勢在必行

盡管光熱發(fā)電具有優(yōu)于光伏和風(fēng)電的儲能優(yōu)勢，但目前其成本仍然相對較高，因此降低成本勢在必行。2011年，美國能源部推出SunShot計劃，旨在到2020年實現(xiàn)光熱發(fā)電平準化電力成本(LCOE)達$0.06/kwh(無補貼)的目標，而這一數(shù)據(jù)意味著光熱發(fā)電成本將在2010年的基礎(chǔ)上下降70%。

Kevin Smith認為，從已經(jīng)投入運行的光熱電站汲取經(jīng)驗來降低成本是一條行之有效的思路。例如，在塔式光熱電站的建設(shè)中，整個鏡場投資約占總投資的50%。Kevin Smith表示：“我們已經(jīng)能夠?qū)⒍ㄈ甄R的成本降低30%至40%，而這得益于定日鏡設(shè)計的不斷改進促使定日鏡精度的不斷提高以及良好的驅(qū)動裝置和無線技術(shù)，所有的努力使其可以更有效地獲取光資源。我們一直致力于改進技術(shù)，因此我們在南非建設(shè)的Redstone光熱項目成本將比新月沙丘項目成本低25%。”

Joe Desmond也認同這一思路：“光熱發(fā)電的各個環(huán)節(jié)都取得了一定的進展，包括儲熱技術(shù)以及吸熱器和定日鏡的設(shè)計等。”BrightSource公司的第四代技術(shù)將應(yīng)用于以色列裝機121MW的Ashalim塔式光熱電站中。該技術(shù)包括一種新的定日鏡設(shè)計方案——部件更少且組裝簡便，同時能提高定日鏡精度并降低成本。Joe Desmond表示：“我們最新的設(shè)計尺寸為4×5.2m，這比Ivanpah項目定日鏡面積大25%。此外，無線現(xiàn)場通信和控制技術(shù)首次應(yīng)用于光熱發(fā)電領(lǐng)域，這也是一項創(chuàng)新技術(shù)。在Ashalim光熱項目中，由50600面定日鏡組成的占地面積3.15平方公里的光場中，每一面定日鏡將與公司的太陽島集成控制系統(tǒng)(SFINCS)進行無線通信。無線系統(tǒng)的應(yīng)用使我們在太陽島的布線成本減少了85%，這樣既降低了成本，同時也加快了施工進度。”

此外，光熱電站目前還普遍采用空冷技術(shù)來降低成本。蒸汽發(fā)生器管道內(nèi)的過熱蒸汽必須在閉環(huán)系統(tǒng)中進行冷卻并冷凝回水，空冷技術(shù)使用含許多扇葉的空氣冷凝器使空氣在管道內(nèi)循環(huán)以實現(xiàn)冷卻和冷凝蒸汽。相反，水冷系統(tǒng)則使水在管道中循環(huán)，耗水較多。

Joe Desmond表示：“目前，所有進行招標的光熱項目都采用空冷技術(shù)，這將比傳統(tǒng)的水冷技術(shù)減少95%的用水量。例如，Ivanpah光熱電站就采用空冷技術(shù)，該電站每年使用50英畝尺水(1英畝尺相當(dāng)于1英畝地1英尺深的水量)，這相當(dāng)于該電站旁高爾夫球場的一個球洞的年用水量。”

光熱發(fā)電“追逐”高溫

Kevin Smith認為，對于各種電站而言，較高溫度下的運作意味著較高的發(fā)電效率，光熱電站也是如此。因此，SolarReserve正在開發(fā)一種可在760℃至816℃的高溫條件下運行的先進的塔式吸熱器。

槽式光熱發(fā)電技術(shù)采用溫度限于400℃的合成導(dǎo)熱油(HTF)作為傳熱介質(zhì)。因此，槽式光熱電站儲熱溫度范圍為280-400℃，這比塔式技術(shù)儲熱溫度要低。2015年發(fā)表于Science Direct的一項研究表明，來自德國瓦克化學(xué)公司(WackerChemieAG)的新型有機硅導(dǎo)熱油—Helisol，在425℃下可形成低沸點的氣態(tài)化合物。從經(jīng)濟性角度來測算，硅油的使用可以使LCOE降低5%。

為了提升槽式光熱系統(tǒng)的運行溫度，德國航空航天中心(DLR)也在進行相關(guān)研究。2016年夏，由DLR領(lǐng)導(dǎo)的為期兩年的國際光熱項目研究工作開展，其目的是證明槽式光熱電站中使用熔鹽的可行性。“采用熔鹽使運行溫度高達550℃是可能的。”DLR太陽能研究所線聚焦集熱系統(tǒng)部項目經(jīng)理Michael Wittmann說。作為這項研究工作的一部分，今年秋天將在葡萄牙?vora建設(shè)一個熔鹽槽示范項目。該電站裝機容量為2.2MWth(一個含四個槽式集熱器的完整回路)并配置一個容量為1.6MW的蒸汽發(fā)生器。

參與這項研究的一些企業(yè)，如TSK、Flagsol工程公司將改進其槽式集熱器的設(shè)計，并證明其適用性。德國Steinmüller工程有限公司將安裝和測試其用熔鹽加熱的直流蒸汽發(fā)生器，直通設(shè)計將滿足商業(yè)化運行的過熱蒸汽參數(shù)。Wittmann表示，熔鹽技術(shù)或?qū)⑹共凼郊夹g(shù)成本降低33%。

創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)

日本三菱日立電力系統(tǒng)有限公司計劃在近期完成其新型太陽能集熱系統(tǒng)的測試工作(這項工作從去年8月開始在橫濱分公司展開)。該計劃包含一項屬于混合系統(tǒng)專利設(shè)計，它將菲涅爾光熱技術(shù)中蒸發(fā)器和塔式光熱技術(shù)中的過熱器相結(jié)合。與傳統(tǒng)的光熱發(fā)電系統(tǒng)相比，這項設(shè)計能夠以較低的成本生產(chǎn)更高溫度的蒸汽。在該系統(tǒng)中，通過低成本的菲涅爾蒸發(fā)器聚集的太陽光約占總輻射量70%，同時可產(chǎn)生溫度為300℃的蒸汽。剩余的太陽光則由塔式過熱器收集，這將使蒸汽的溫度升至550℃。

值得一提的是，去年7月，勞倫斯利物摩爾國家實驗室(LLNL)開始執(zhí)行美國能源部Sunshot計劃，并與GiantLeap進行技術(shù)合作。LLNL方面表示，Collects項目旨在進一步開發(fā)GLT的數(shù)字玻璃技術(shù)，該技術(shù)將作為一種新方式來采集太陽光。數(shù)字玻璃僅使用一小部分材料，用薄而透明的面板替換目前使用的定日鏡，這樣將大大縮小太陽能電站的占地面積，同時能收獲五到十倍的太陽光。

中國制造或扮演關(guān)鍵角色

除了上述技術(shù)創(chuàng)新以及多方面降低成本的嘗試以外，中國光熱發(fā)電行業(yè)的啟動或成為全球光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展的最大助力。假如中國首批光熱示范項目及十三五規(guī)劃得以順利完成，不但將完全顛覆國際光熱發(fā)電行業(yè)格局，中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的不斷發(fā)展成熟也必將帶來光熱發(fā)電成本的大幅下降，這種發(fā)展模式已經(jīng)在光伏和風(fēng)電行業(yè)中得到了證實。

事實上，目前中國光熱發(fā)電行業(yè)的啟動正吸引著全球光熱發(fā)電玩家的目光，從整個行業(yè)角度來講，如何將相對成熟的海外技術(shù)以及部分已經(jīng)被驗證的國產(chǎn)自主技術(shù)和中國特殊開發(fā)環(huán)境完美結(jié)合，盡快推動中國首批光熱示范項目順利開發(fā)，盡快促進中國制造在光熱發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展成熟，不但對中國光熱發(fā)電行業(yè)發(fā)展具有重要意義，對于全球光熱發(fā)電行業(yè)的未來發(fā)展乃至可再生能源發(fā)展格局都可能將產(chǎn)生重要影響。

原標題：儲能優(yōu)勢推動光熱發(fā)電崛起 降低成本勢在必行