——從“導熱油”到“導熱鹽”槽式熔鹽發(fā)電技術創(chuàng)新發(fā)展探索

作為最成熟的太陽能聚光發(fā)電技術之一——線聚焦拋物面槽式光熱發(fā)電技術，目前在國內開展沙漠戈壁風電、光伏大基地進展中，作為容量型光熱熔鹽儲能調峰電站應用技術，需要被更多專家們和投資商們認可和信賴，需要更多創(chuàng)新思維和先進技術的融合應用。

一個成熟穩(wěn)定的聚光集熱技術，從最初的集熱開口2500mm，發(fā)展到開口5000mm，再到成熟應用最多的5770mm集熱器，以及創(chuàng)新路上的6770mm，再到更大集熱開口7500mm，跨越到新時代世界目前最大規(guī)模迪拜項目的開口8200mm，到中國企業(yè)自主研發(fā)創(chuàng)新的更大開口8600mm集熱器，彰顯大國重器創(chuàng)新精神。在國家“雙控”任務“雙碳”目標的多重政策利好下，結合沙漠地區(qū)光熱、光伏、風電大基地，需要如何才能讓更廣大投資商，特別是以國家隊央企發(fā)電集團帶領的諸多發(fā)電企業(yè)成熟槽式技術的多重應用。透過首批示范項目諸多產業(yè)鏈上下游的企業(yè)健全，給槽式技術的創(chuàng)新發(fā)展帶來了前所未有機遇。如何還能夠重新出發(fā)，腳踏實地，創(chuàng)造嶄新的機遇，打造成熟技術的新時代應用典范，顛覆認知，需要在總結歷史的基礎上，探索出可行之路。

作為太陽能光-熱-電的多次轉換發(fā)電方式利用，按照火電發(fā)展技術模式推進聚光太陽能，從中溫中壓——高溫高壓——超臨界——超超臨界的更高發(fā)電機組效率思維，更需要站在不同視角下，看問題，需要研究太陽能的本質問題，也有相對熟悉太陽能的專家觀點，太陽能一定是在合適的溫度下優(yōu)先利用，針對真空管熱水器一定是在低溫區(qū)的范圍內效率更高，聚光倍數(shù)的不同，使用溫度范圍不同，最終會有他適合的溫度區(qū)間，或者叫更高效率下的溫區(qū)利用才是發(fā)揮最大的價值。

圖1槽式光熱電站儲發(fā)電島（圖片來源于網路）

目前一般火電機組的發(fā)電小時數(shù)是7500多小時的利用設計，和光熱電站2000小時（按照國內環(huán)境下不考慮增加太陽能倍數(shù)評估，目前來看大基地項目后面增加太陽倍數(shù)越大項目經濟性有可能越差，除非國家再給更高儲能電價補貼，或者參與電力現(xiàn)貨交易晚高峰的高價發(fā)電小時數(shù)再延長，目前看基本上不太可能的樣子，一般晚高峰3-4小時就很好了，如果大基地的區(qū)域看起來更低而不是更高）左右的利用設計，來追求汽輪發(fā)電機組一樣的更高效率提升思維，顯然需要數(shù)學經濟專家們來分析評估經濟性的取舍和高低。槽式技術需要在自己適合的溫度區(qū)間發(fā)揮自身的優(yōu)勢，從中溫中壓的全系統(tǒng)裝備成本更低考慮，從更低溫度利用、系統(tǒng)模塊靈活性，從更高利用小時數(shù)上面下更多功夫，而不是一味追求汽輪機的發(fā)電效率，放棄自身的綜合優(yōu)勢。

欲與儲能融一體，集傳儲熱于一身。創(chuàng)新利用熔鹽儲熱的本質，挖掘熔鹽集熱、導熱、傳熱、儲熱一體化，并追求熔鹽溫差的更大溫區(qū)利用，采用更低熔鹽新材料徹底解決系統(tǒng)的多次換熱難題。技術創(chuàng)新支撐行業(yè)和產業(yè)的快速發(fā)展，放棄目前二元熔鹽產品的較高熔點難題，加速降低熔鹽的低熔點溫度，從220℃降低到140℃以下，增加80℃的溫差就接近了槽式技術目前熔鹽儲熱溫差的90℃，再加上啟動防凝加熱的溫度空間，就讓溫差加上了至少一倍，存取同樣的熱量，成本降低顯著。更利于熔鹽集熱導熱傳熱的匹配，減少高溫鹽導熱對于全集熱系統(tǒng)的裝備整體性能提高帶來的大幅成本增加難題，放棄二元鹽的集熱導熱傳熱，更是線聚焦槽式技術目前唯一可再次發(fā)展的基石，也是讓更多光熱發(fā)電小時數(shù)大幅提升，更高效率利用太陽能技術的最佳方式。

圖2槽式熔鹽發(fā)電示意圖（圖片來自于網絡）

目前槽式熔鹽儲熱的溫差利用不足100℃是制約槽式熔鹽材料利用更大量的困境，通過低熔點、低成本、低氯離子熔鹽新型儲能材料的綜合利用，增大溫差220℃以上減少熔鹽使用量。槽式熔鹽電站系統(tǒng)設計中減少導熱油板塊，多次換熱系統(tǒng)改為一次鹽水換熱系統(tǒng)，采用高溫罐、低溫罐、增設恒溫罐的方式來平衡集熱場與儲熱島、常規(guī)島之前的匹配設計利用，實現(xiàn)槽式光熱發(fā)電技術本質的飛躍。加上在能源大基地項目中，增加利用棄風棄光電加熱熔鹽儲能技術的融合利用，打通集光熱、光伏、風電為一體化綜合熔鹽儲能發(fā)電技術的降本增效，多能互補綜合利用優(yōu)勢，為成熟槽式技術的生存發(fā)展創(chuàng)造更多空間。

成熟的槽式熔鹽儲能發(fā)電技術充分發(fā)揮自身技術特點，在加快構建清潔低碳、安全高效的能源體系中，充分發(fā)揮光熱熔鹽儲能技術在構建新型電力系統(tǒng)中的平臺和樞紐作用，支持沙漠戈壁地區(qū)能源大基地項目發(fā)揮積極接入和消納新能源。爭取調峰調頻電源補償機制，深入挖掘需求響應潛力，提高負荷側對新能源的調節(jié)能力。

注：本文由王工（13810518839）供稿，歡迎行業(yè)朋友聯(lián)系交流。