CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：6月13日，2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會在浙江杭州盛大召開，蘭州大成科技股份有限公司副總經(jīng)理范玉磊出席會議并帶來主題報告《含熔鹽線性菲涅爾式光熱電站的大基地項目進展及未來規(guī)劃》。

圖：范玉磊

范玉磊向與會來賓分享了蘭州大成科技股份有限公司（以下簡稱“蘭州大成”）熔鹽線性菲涅爾式光熱電站建設(shè)技術(shù)以及對該技術(shù)未來規(guī)模化的思考。

熔鹽線性菲涅爾式光熱技術(shù)及在建項目介紹

▋蘭州大成熔鹽線性菲涅爾式光熱技術(shù)介紹

據(jù)范玉磊介紹，蘭州大成的熔鹽線性菲涅爾式聚光集熱系統(tǒng)主要由主反射鏡陣列、跟蹤控制裝置和接收器三部分組成，主反射鏡陣列實時跟蹤匯聚太陽光加熱吸熱裝置中流動的熔鹽，由于聚光比高，熱損較低，熔鹽工質(zhì)通過單個聚光支路就可以加熱至額定的550℃高溫，從而將低能流密度的太陽輻射能匯聚成高能流密度的熱能。

光熱電站用集熱產(chǎn)生高溫熔鹽換熱產(chǎn)生高溫高壓蒸汽，驅(qū)動常規(guī)的汽輪發(fā)電機組發(fā)電，由于熔鹽線性菲涅爾式技術(shù)采用熔鹽作為集熱、傳熱和儲熱的統(tǒng)一工質(zhì)，集熱產(chǎn)生的熱量儲存后可以與發(fā)電過程實現(xiàn)完全解耦，從而實現(xiàn)可調(diào)節(jié)、穩(wěn)定的“光能－熱能－電能”轉(zhuǎn)化，使光熱電站能夠承擔(dān)儲能和調(diào)峰功能。

圖：線性菲涅爾技術(shù)

圖：熔鹽線性菲涅爾式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)特點

▋在建項目介紹

（一）蘭州大成敦煌熔鹽線菲光熱發(fā)電示范項目

上圖為在光照并不穩(wěn)定時配合電網(wǎng)進行調(diào)峰的發(fā)電曲線（紅色為太陽輻射曲線，綠色為出力曲線）。由圖可知，即便天氣狀況不好，配合電網(wǎng)的發(fā)電功率曲線也可穩(wěn)定、向后平移以滿足電網(wǎng)要求。

如上圖所示，以電站全發(fā)電曲線為例（由于線路調(diào)試，中途幾天暫停發(fā)電），基本可實現(xiàn)連續(xù)多日、每日啟停發(fā)電，因此光熱電站的運行策略相對靈活。

敦煌50MW熔鹽工質(zhì)光熱電站能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化運行，范玉磊總結(jié)出了以下技術(shù)特點：

1、集熱場低熱損運行工藝

創(chuàng)新線聚焦集熱場低熱損運行的新模式，防凝技術(shù)安全可靠，集熱場防凝能耗顯著下降，可解決熔鹽線聚焦集熱場凍堵風(fēng)險和防凝能耗之間的矛盾以及大規(guī)模線聚焦集熱場高溫管線長造成的防凝能耗大的難題。

2、可靠便捷的運維方案

由于系統(tǒng)實現(xiàn)集熱、換熱儲熱統(tǒng)一工質(zhì)，因此運行系統(tǒng)簡潔、設(shè)備操作簡單，可靠性高，維護方便，人員配置少。

高效的清洗機器人自動清洗方案，保證大規(guī)模集熱場快速清洗、自動化干濕結(jié)合清洗，少人值守，簡便高效。

3、主要關(guān)鍵件制備能力

二次反射鏡

該二次反射鏡采用整體成型及復(fù)雜曲面磁控濺射鍍反射膜工藝。

一次反射鏡制造

目前，蘭州大成的一次反射鏡建設(shè)產(chǎn)能已達到300萬㎡/年，即每年可供應(yīng)3-4個100兆瓦MW的光熱項目，并已計劃進一步擴大產(chǎn)能。

熔鹽真空集熱管

蘭州大成聚焦熔鹽真空集熱管的高溫性能以及膜系耐久性，實現(xiàn)了熔鹽工質(zhì)大口徑集熱管同等流量下傳熱量大幅提高。目前，選擇性吸收膜系已經(jīng)過超600℃的高溫實驗。

范玉磊表示，蘭州大成敦煌50MW光熱項目和熔鹽線性菲涅爾式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)過國際權(quán)威第三方——德國弗朗霍夫太陽能研究所(Fraunhofer ISE)檢測和評估，結(jié)果顯示系統(tǒng)性能卓越。同時，國內(nèi)也做了技術(shù)成果鑒定，專家一致認(rèn)為該項目熔鹽線性菲涅爾式的技術(shù)成果，整體處于國際領(lǐng)先水平。

（二）玉門“光熱儲能+光伏+風(fēng)電”一體化項目10萬千瓦光熱儲能工程

該項目100MW光熱發(fā)電工程采用熔鹽線性菲涅爾式技術(shù)路線，由中國電力工程顧向集團西北電力設(shè)計院有限公司和蘭州大成下屬全資子公司敦煌大成晟能新能源科技有限公司聯(lián)合總包建設(shè)，本期工程建設(shè)130萬㎡線性菲涅爾太陽能集熱場，工程于2022年8月開工建設(shè)，預(yù)計2023年12月底建成投產(chǎn)，目前項目已進入建設(shè)高峰期。

項目整體效果圖

該項目與第一個示范項目在集熱場布置上已發(fā)生變化，整個常規(guī)島開始進行偏側(cè)布置，方便了整體項目運維以及項目的成本優(yōu)化。

該項目建設(shè)歷程如下：

2022年3月25日舉行奠基儀式；

2022年8月29日監(jiān)理單位正式進場，項目集熱島建設(shè)全面開展；

2022年10月10日開始組裝車間內(nèi)設(shè)備框架搭建與設(shè)備安裝；

2023年5月31日，集熱場土建工程順利竣工，比原計劃提前3個月完成；

本項目預(yù)計2023年12月建成。

據(jù)范玉磊披露，目前，該項目已全部完成集熱島的土建工作，其余各項建設(shè)正在有序的快速推進。

（三）敦煌“光熱儲能+光伏”一體化項目10萬千瓦光熱儲能工程

敦煌“光熱儲能+光伏”一體化項目10萬千瓦光熱儲能工程地處甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)，規(guī)劃總裝機容量700MW，其中包括一座100MW熔鹽線性菲涅爾光熱發(fā)電項目工程，預(yù)計建設(shè)110萬㎡線性菲涅爾太陽能集熱場，目前項目正在施工準(zhǔn)備，預(yù)計近期全面開展建設(shè)工作。

熔鹽線性菲涅爾光熱技術(shù)未來規(guī)劃及規(guī)模化發(fā)展

2023年3月，國家能源局發(fā)布《國家能源局綜合司關(guān)于推動光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展有關(guān)事項的通知》，意味著光熱發(fā)電邁入規(guī)模化發(fā)展新時代。

范玉磊認(rèn)為規(guī)模化發(fā)展是光熱發(fā)電目前成本降低最有效、最快速的可行路徑，光熱發(fā)電的成本降低路徑大致可分為兩方面：技術(shù)創(chuàng)新和規(guī)模化發(fā)展。

圖：光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展的多樣形式

她指出，規(guī)模化發(fā)展對光熱發(fā)電行業(yè)促進作用體現(xiàn)在：

1、規(guī)模化發(fā)展促進光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈參與者迅速完成經(jīng)驗積累，進入學(xué)習(xí)曲線生產(chǎn)平穩(wěn)周期，生產(chǎn)成本大幅降低。

2、規(guī)模化發(fā)展才能帶來光熱發(fā)電行業(yè)整體議價能力的提高。

3、規(guī)模化發(fā)展使更多產(chǎn)業(yè)鏈參與者參與光熱發(fā)電發(fā)展，提高行業(yè)整體競爭水平和技術(shù)水平。

以熔鹽菲涅爾式聚光集熱器作為參考，目前一體化項目的建設(shè)階段，經(jīng)測算，線性菲涅爾式集熱器本身的成本與示范項目建設(shè)階段相比下降了約15%。在未來光熱行業(yè)更大的規(guī)模體量促使下，設(shè)備的成本，包括集熱場、儲換熱、發(fā)電等各項設(shè)備成本都會快速下降，設(shè)備和系統(tǒng)性能更加可靠，進入性能穩(wěn)定、價格合理的區(qū)間。

此外，熔鹽線性菲涅爾式聚光集熱技術(shù)還是適合建設(shè)單機大規(guī)模調(diào)峰儲能式光熱電站的光熱技術(shù)。

線聚焦聚光器效率與規(guī)模的弱相關(guān)性使其適合建設(shè)單機大規(guī)模光熱電站。線聚焦集熱系統(tǒng)的光熱效率由聚光器單體的光學(xué)效率和標(biāo)準(zhǔn)集熱支路的集熱效率確定，大規(guī)模集熱場是由多個標(biāo)準(zhǔn)集熱支路并聯(lián)組成，集熱場的整體光熱轉(zhuǎn)化效率與鏡場規(guī)模弱相關(guān)，集熱場規(guī)模的擴大不會造成系統(tǒng)集熱效率的下降，可兼顧分區(qū)布置的靈活性和可靠性。

會上蘭州大成也提出2×35萬千瓦熔鹽線菲光熱儲能電站方案設(shè)想，如下圖：

圖：蘭州大成2×35萬千瓦熔鹽線菲光熱儲能電站方案

項目建設(shè)布置設(shè)想：

熔鹽線菲集熱場分區(qū)對稱設(shè)置，呈“田字型”布局，每個分區(qū)支路均勻布置，集熱島場平面設(shè)計為緩坡面，儲罐和發(fā)電島設(shè)置在廠址中心，方便整個集熱場進行進退鹽的設(shè)置，以及進行防凝操作。

范玉磊認(rèn)為光熱發(fā)電規(guī)模化發(fā)展也會同時顯著促進光熱供熱成本下降。光熱電站大型熔鹽儲熱系統(tǒng)建設(shè)運行經(jīng)驗也可以應(yīng)用于其他高品質(zhì)供熱領(lǐng)域，比如火電靈活性改造以及熔鹽集成供熱的項目。

蘭州大成屋頂式聚光集熱熱電聯(lián)供電站案例

電站采用聚光太陽能+谷電的聯(lián)合熱源方案，配合水儲熱系統(tǒng)，滿足了蘭州大成蘭州新區(qū)園區(qū)2萬余平米生產(chǎn)基地冬季全部供熱需求。其余季節(jié)發(fā)電，電功率為1MW，集熱場布置于廠區(qū)屋頂，集熱工質(zhì)為水工質(zhì)。如此一來，項目運營成本較原煤鍋爐供熱成本降低了70%。

蘭州大成屋頂式太陽能集中供熱系統(tǒng)

關(guān)于蘭州大成科技股份有限公司

蘭州大成科技股份有限公司成立于1998年，2009年進行股份制改革，是一家混合所有制企業(yè)。公司國有股占比24.86%，國有股東包括蘭州交通大學(xué)、甘肅省戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)基金等；主要業(yè)務(wù)板塊包括綠色鍍膜裝備，軌道交通自動控制，聚光太陽能發(fā)電供熱技術(shù)及系統(tǒng)集成建設(shè)。

蘭州大成長期在我國西部地區(qū)進行產(chǎn)業(yè)技術(shù)轉(zhuǎn)化工作，在聚光太陽能方向已進行超過15年的技術(shù)研發(fā)、裝備設(shè)備制造以及項目建設(shè)運行等工作，在光熱方向的核心競爭力是通過30多年的長期積累形成的，并緊緊圍繞綠色真空鍍膜和自動控制核心技術(shù)這兩條主線。

蘭州大成綠色真空鍍膜裝備代表產(chǎn)品

蘭州大成全電子化鐵路信號計算機聯(lián)鎖系統(tǒng)

蘭州大成在太陽能光熱領(lǐng)域提供的產(chǎn)品和方案

部分技術(shù)研究成果

蘭州大成聚光太陽能平臺