CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：作為西餐正餐中最接近中國(guó)人飲食習(xí)慣的面點(diǎn)——意大利面在生產(chǎn)過程中主要需要小麥、水等原料以及能量。如何使美味意大利面的生產(chǎn)過程更加綠色？

目前，德國(guó)航空航天中心DLR正與包括全球最大面食生產(chǎn)商Barilla在內(nèi)的十余家國(guó)際合作伙伴合作推進(jìn)一項(xiàng)名為“用于靈活能源系統(tǒng)的高存儲(chǔ)密度太陽能發(fā)電廠”的研發(fā)項(xiàng)目（簡(jiǎn)稱HiFlex項(xiàng)目）。

研究人員正在嘗試?yán)门渲锰沾深w粒儲(chǔ)熱系統(tǒng)的塔式光熱電站盡可能為意大利面的生產(chǎn)和干燥過程提供可持續(xù)的可再生能量，以將面食生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的碳排放不斷降低。

基于HiFlex項(xiàng)目，未來兩年內(nèi)研究團(tuán)隊(duì)將在Barilla位于意大利南部福賈的一個(gè)面食加工廠附近建造一個(gè)獨(dú)特的能源供應(yīng)系統(tǒng)。HiFlex項(xiàng)目的合作伙伴們旨在利用該設(shè)施證明他們可以全天候利用可再生資源發(fā)電和供熱，并為面食加工廠的生產(chǎn)過程提供可靠和靈活的能源。

圖：位于意大利福賈的Barilla意大利面加工廠

研發(fā)合作伙伴之一的意大利Motionic Technology公司的項(xiàng)目總經(jīng)理Gabriele Bertoni表示：“建設(shè)該系統(tǒng)的目的一方面是為了證明技術(shù)可行性，另一方面將證明該技術(shù)的商業(yè)可行性?！?/p>

據(jù)悉，該系統(tǒng)將采用塔式聚光技術(shù)，將建設(shè)包含約500個(gè)定日鏡的集熱系統(tǒng)（集熱面積約6000平方米）和20MWth的陶瓷儲(chǔ)熱系統(tǒng)（可24小時(shí)不間斷輸出800kWth的熱量）。定日鏡收集的太陽能將把位于塔頂吸熱器中的直徑只有1毫米的陶瓷粒子加熱至高達(dá)1000℃，然后高溫粒子可以儲(chǔ)存在一個(gè)大型保溫容器中。

圖：HiFlex系統(tǒng)工作原理

當(dāng)需要能量時(shí)高溫陶瓷顆?？梢杂糜诎l(fā)電或者用于工業(yè)所需的高溫蒸汽，這種高密度儲(chǔ)熱系統(tǒng)意味著該供能系統(tǒng)即使在夜間也可以提供能量。當(dāng)高溫陶瓷顆粒釋放出能量并冷卻下來后，將被轉(zhuǎn)移至另一個(gè)保溫容器并從那里被輸送回塔頂?shù)奈鼰崞髦匦卤患訜?，如此循環(huán)往復(fù)。

同時(shí)，HiFlex項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了一種可以應(yīng)對(duì)日照強(qiáng)度較低工況的解決方案。來自DLR太陽能研究所的Miriam Ebert對(duì)此表示，在日照不夠充足的條件下，我們考慮利用風(fēng)能或者沼氣等可再生能源來加熱這些陶瓷粒子。

Barilla公司副總裁Luca Ruini表示，HiFlex項(xiàng)目為我們提供了一次試驗(yàn)創(chuàng)新生產(chǎn)方法的機(jī)會(huì)，即利用太陽能這種可再生能源來生產(chǎn)意大利面。

Miriam Ebert介紹了HiFlex系統(tǒng)的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1、該系統(tǒng)高度靈活，能夠在完全可持續(xù)的前提下，在不同溫度下為各種工業(yè)過程提供電能和熱能。2、利用陶瓷顆粒來儲(chǔ)存多余的可再生能源可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并可隨時(shí)根據(jù)需要釋放能量來補(bǔ)償供電波動(dòng)。3、儲(chǔ)熱比儲(chǔ)電更具成本效益，隨著具有間歇性特點(diǎn)的可再生能源在整個(gè)能源供應(yīng)體系中占比越來越高，這種可增加供能靈活性的技術(shù)對(duì)于未來的能源供應(yīng)體系將至關(guān)重要。

據(jù)了解，為了建造和運(yùn)營(yíng)上述試驗(yàn)系統(tǒng)，DLR貢獻(xiàn)了其在聚光太陽能系統(tǒng)、蒸汽發(fā)生器和材料領(lǐng)域等方面的專業(yè)知識(shí)。除了太陽能研究所，DLR的工程熱力學(xué)研究所（負(fù)責(zé)蒸汽發(fā)生器部分）和材料研究所（負(fù)責(zé)粒子開發(fā)）也參與了該項(xiàng)目。來自德國(guó)的私營(yíng)企業(yè)HelioHeat公司則負(fù)責(zé)生產(chǎn)HiFlex系統(tǒng)的關(guān)鍵組件——CentRec太陽能接收器（該接收器在DLR開發(fā)并獲得專利）。

為什么要選擇陶瓷顆粒來儲(chǔ)熱？Miriam Ebert解釋道，與目前商業(yè)化光熱電站普遍采用的熔鹽介質(zhì)相比，陶瓷顆粒可以承受更高的溫度，成本也非常低廉且不會(huì)對(duì)環(huán)境構(gòu)成威脅。更重要的是，與熔鹽不同，陶瓷顆粒系統(tǒng)不會(huì)存在流體凍結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)，因此不需要任何輔助加熱措施。

據(jù)悉，HiFlex系統(tǒng)的核心組件太陽能接收器已經(jīng)在位于德國(guó)科隆附近的Jülich塔式太陽能熱發(fā)電試驗(yàn)平臺(tái)成功進(jìn)行了測(cè)試。一旦接收器明年順利交付意大利，該試驗(yàn)項(xiàng)目就可以投入運(yùn)行。

來自7個(gè)國(guó)家的十余家合作伙伴正共同致力于HiFlex項(xiàng)目，它們分別為：意大利Barilla（最終用戶）、德國(guó)Duermeier（負(fù)責(zé)顆粒運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和交付）、德國(guó)DLR（負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)離心式顆粒接收器，電加熱器和備用加熱器系統(tǒng)、致力于設(shè)計(jì)由粒子CFD模擬支持的蒸汽發(fā)生器，該蒸汽發(fā)生器著眼于諸如粒子表征和粒子組成優(yōu)化等材料問題）、德國(guó)HelioHeat（制造并交付離心式顆粒接收器，電加熱器和備用顆粒加熱器）、波蘭Indygotech Minerals（負(fù)責(zé)陶瓷顆粒的生產(chǎn)和交付）、比利時(shí)John Cockerill（負(fù)責(zé)粒子蒸汽發(fā)生器的基礎(chǔ)和詳細(xì)設(shè)計(jì)）、意大利Motionic Technology/Next Chem（負(fù)責(zé)項(xiàng)目協(xié)調(diào)和監(jiān)督）、瑞士Quantis（負(fù)責(zé)HiFlex項(xiàng)目的環(huán)境和綜合可持續(xù)發(fā)展績(jī)效評(píng)估）、西班牙Sugimat（負(fù)責(zé)制造蒸汽發(fā)生器和冷凝器）和土耳其Tekfen（主要負(fù)責(zé)定日鏡和定日鏡領(lǐng)域的優(yōu)化，詳細(xì)的工程設(shè)計(jì)和制造）。

作為歐盟地平線2020研究與創(chuàng)新框架計(jì)劃的一部分，歐盟為該項(xiàng)目提供了1350萬歐元的資金支持，DLR技術(shù)商業(yè)化部提供了額外的資金支持。