2013年9月12日，中國首個商業(yè)化的熔鹽槽式光熱電站在甘肅阿克塞舉辦開工儀式。

但直到十年之后的今天，該項目依然未能建成投運(yùn)。

刨除諸多的客觀環(huán)境原因，究其技術(shù)本身，在槽式集熱器已做到8.6米大尺寸開口的今天，熔鹽槽式技術(shù)的商業(yè)化是否能夠獲得成功？

為何要上熔鹽槽？

十年之前，深圳市金釩能源科技有限公司投資開發(fā)的這個50MW槽式光熱發(fā)電項目，頭頂中國首個商業(yè)化高溫熔鹽槽式光熱發(fā)電項目的光環(huán)，吸引了頗多關(guān)注。

但同時，也有不少質(zhì)疑的論調(diào)：“導(dǎo)熱油槽還沒玩明白，上什么熔鹽槽？”

彼時，我國還沒有建成一座商業(yè)化光熱電站，最成熟的導(dǎo)熱油槽式技術(shù)亦沒有商業(yè)化的成功實踐。

圖：熔鹽槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)原理

時任金釩能源董事長官景棟對CSPPLAZA解釋稱，熔鹽是一種低成本、長壽命、傳熱性能好的高溫、高熱通量和低運(yùn)行壓力的傳熱介質(zhì)，同時也是不易燃、無毒、環(huán)境友好的優(yōu)良儲熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油則存在一定的安全和環(huán)境隱患，雖然其存在保溫難度較大等一些難點，但在工程上并非不能解決。

同時，全面采用熔鹽傳儲熱可使槽式電站的運(yùn)行溫度提高至550攝氏度，顯著提升發(fā)電效率。傳統(tǒng)的槽式技術(shù)以導(dǎo)熱油為傳熱介質(zhì)、熔鹽為儲熱介質(zhì)，導(dǎo)熱油的油溫上限限制了熔鹽的儲熱溫度，導(dǎo)致熔鹽的儲熱性能難以充分發(fā)揮，對熔鹽造成了極大浪費(fèi)。同樣的儲熱量，傳統(tǒng)槽式電站的儲熱耗鹽量是熔鹽槽式電站耗鹽量的大約三倍。另外，傳統(tǒng)的槽式技術(shù)，導(dǎo)熱油在吸熱后還要與熔鹽換熱來儲熱，需要增加一系列的換熱設(shè)備，同時帶來了更多熱損，增加了光熱發(fā)電站的總體投資。

首個項目的10年

理論上來看，熔鹽槽確實是槽式技術(shù)的發(fā)展方向。但在實踐層面，阿克塞50MW熔鹽槽式項目的建設(shè)，卻遠(yuǎn)沒有想象中那么順利。

彼時的國內(nèi)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)還比較薄弱，金釩能源認(rèn)為難以支撐阿克塞項目的建設(shè)，為完善供應(yīng)鏈，打通成本降低甬道，金釩能源的母公司深圳市核電工程建設(shè)有限公司選擇了引進(jìn)消化國外技術(shù)實現(xiàn)國產(chǎn)化的路子。

2014年8月，深圳市核電工程建設(shè)有限公司與天津濱海高新區(qū)簽訂投資協(xié)議，圈地580畝，總規(guī)劃投資高達(dá)45億元，決定在天津建設(shè)具有國際領(lǐng)先水準(zhǔn)的光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化基地。天津濱海光熱發(fā)電投資有限公司（簡稱濱海光熱）于次月正式成立。

2017年5月，上述50MW項目的主體工程正式開工建設(shè)。

至2017年底，在資金緊缺的情況下，天津生產(chǎn)基地逐步形成了一定的生產(chǎn)能力。其從意大利Reflex引進(jìn)的超薄反射鏡生產(chǎn)技術(shù)在這里實現(xiàn)了本土化，從瑞士SREA引進(jìn)技術(shù)的跟蹤系統(tǒng)生產(chǎn)車間也投入運(yùn)行。

在此期間，2016年10月12日，一條長800米的熔鹽槽式集熱回路，配套8小時的儲熱系統(tǒng)，完整的換熱、蒸汽發(fā)生和發(fā)電系統(tǒng)一個裝機(jī)200KW的高溫熔鹽槽式驗證項目成功投運(yùn)。這是上述50MW電站的首期驗證項目，這一驗證項目的建設(shè)，也讓上述50MW電站成功入選了國家首批光熱示范項目。

但天津生產(chǎn)基地的建設(shè)，讓原本就資金緊張的阿克塞50MW電站更加捉襟見肘，濱海光熱的盤子越鋪越大，資金問題愈加凸顯。濱海光熱在此期間嘗試通過運(yùn)作產(chǎn)業(yè)基金、PPP項目等方式化解財務(wù)危機(jī)，但最終都無功而返。

2018年5月，甘肅阿克塞50MW熔鹽槽式光熱示范項目終因資金鏈斷裂徹底停工。2020年9月30日，該項目又獲得了甘肅省綠色生態(tài)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政府引導(dǎo)基金近6億元輸血，起死回生，但受制于疫情和資金缺口，未能全面推進(jìn)；2023年，項目業(yè)主又與水發(fā)興業(yè)能源（甘肅）新能源有限公司達(dá)成合作協(xié)議，將之納入阿克塞四十里戈壁“風(fēng)光熱儲”一體化多能互補(bǔ)項目，電站終得以全面復(fù)工。

來自阿克塞當(dāng)?shù)卣淖钚孪⒎Q，預(yù)計明年6月底前該項目實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。

大開口槽式集熱器的加持

阿克塞50MW熔鹽槽式項目自2013年開工至今，歷時10多年，未能建成投產(chǎn)。究其原因，資金問題、疫情、地震影響都是外在因素，技術(shù)和供應(yīng)鏈問題是內(nèi)在誘因。

今天，10多年過去了，我國光熱發(fā)電的技術(shù)能力和供應(yīng)鏈已經(jīng)比較成熟，項目開發(fā)經(jīng)驗日漸豐富，這將可以支撐熔鹽槽式技術(shù)真正進(jìn)入商業(yè)化的新階段。

從集熱系統(tǒng)的角度考慮，熔鹽槽式電站要獲得高達(dá)550℃的集熱溫度，需要更大開口的槽式集熱器和與之配套的熔鹽集熱管。

圖：各類槽式集熱器的開發(fā)年份及尺寸

在迪拜已建成的950 MW光伏+光熱電站中的Noor Energy一號200MW槽式電站，采用了8.2米開口的大槽集熱器，這是目前已經(jīng)商業(yè)化應(yīng)用的最大開口槽式集熱器。

在國內(nèi)，常州龍騰光熱科技股份有限公司等多家單位統(tǒng)一瞄準(zhǔn)了8.6米開口的大槽集熱器。

龍騰光熱歷時4年研發(fā)新一代高效低成本的龍騰RT86大槽集熱器，開口寬度8.6m，采用國際最先進(jìn)的空間框架結(jié)構(gòu)，擁有完全自主的專利技術(shù)，實現(xiàn)了國產(chǎn)化槽式集熱裝備的繼續(xù)迭代。

目前，龍騰光熱位于內(nèi)蒙古巴彥淖爾龍騰光熱儲能科技創(chuàng)新園的新一代高效低成本槽式聚光集熱示范項目正在建設(shè)中，其搭配了對應(yīng)的熔鹽系統(tǒng)。

圖：龍騰RT86大槽集熱器

中電工程西北院于2018年5月啟動大開口槽式集熱器開發(fā)項目，通過聚光光學(xué)設(shè)計、熱力學(xué)工藝設(shè)計、輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、液壓驅(qū)動及控制設(shè)計等集成設(shè)計，開發(fā)出開口寬度為8.6米的槽式集熱器。2020年10月，其大開口槽式集熱器示范回路在海西州多能互補(bǔ)示范工程基地內(nèi)建成并完成調(diào)試，性能達(dá)到設(shè)計目標(biāo)。

圖：中電工程西北院大開口槽式集熱器示范回路

2024年1月，中廣核大開口熔鹽介質(zhì)槽式集熱器系統(tǒng)完成試制，于4月15日在槽式集熱器太陽法向輻射跟蹤平臺完成組裝，并開展聯(lián)合調(diào)試。其集熱器開口為8.6米，集熱溫度550℃，是目前國內(nèi)最大的使用熔鹽介質(zhì)的槽式集熱器。目前，中廣核新能源大開口熔鹽槽式集熱器研發(fā)熔鹽槽式試驗回路正在建設(shè)中。

圖：中廣核槽式集熱器太陽法向輻射跟蹤平臺

在熔鹽集熱管方面，2024年11月，龍騰光熱與德國宇航中心（DLR）簽約，為其與葡萄牙埃武拉大學(xué)合作的évora先進(jìn)槽式熔鹽示范項目提供熔鹽集熱管，這是對國產(chǎn)熔鹽集熱管制造能力的高度肯定。

在國產(chǎn)化核心裝備制造技術(shù)和能力逐步得到驗證的今天，熔鹽槽式技術(shù)的商業(yè)化面臨的技術(shù)壁壘正在逐個消逝。

熔鹽槽式項目的開發(fā)現(xiàn)狀

據(jù)CSPPLAZA最新統(tǒng)計，截至目前，我國光熱發(fā)電并網(wǎng)項目規(guī)模已達(dá)760MW，其中包含槽式光熱發(fā)電項目150MW，均采用導(dǎo)熱油槽式技術(shù)路線。

除了在建中的阿克塞50MW熔鹽槽式電站，目前最新一批在建、推進(jìn)中的光熱項目中，已明確槽式項目5個，其中已經(jīng)明確采用熔鹽槽式技術(shù)路線的有2個。

圖：新一批槽式光熱發(fā)電項目

青海海西州德令哈2000MW光儲熱一體化暨海西州調(diào)峰中心基地項目由中廣核太陽能德令哈有限公司負(fù)責(zé)開發(fā)，規(guī)劃面積約5.3萬畝，總裝機(jī)容量200萬千瓦，其中光伏160萬千瓦、光熱40萬千瓦，儲能配比率25%、儲能時長6小時。按照規(guī)劃，一期新建800MW光伏+200MW熔鹽塔式光熱發(fā)電項目，二期新建800MW光伏+200MW熔鹽槽式光熱發(fā)電項目。目前一期項目尚在建設(shè)中。

2023年5月，中廣核新能源（阿里）有限公司就其中廣核新能源西藏阿里150MW雪域高原“零碳”光儲熱電示范項目（50MW光熱部分）聚光集熱系統(tǒng)設(shè)備（重新招標(biāo)）發(fā)布公告。據(jù)公告，該項目集熱島采用二元熔鹽槽式聚光發(fā)電技術(shù)路線，聚光器應(yīng)優(yōu)先采用UT槽，但不只限定于UT槽技術(shù)。本期先行建設(shè)投產(chǎn)108個集熱回路，設(shè)計安裝324個集熱器組合，集熱面積為557280平米。若投標(biāo)方采用其他槽技術(shù)，由投標(biāo)方根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格參數(shù)進(jìn)行方案設(shè)計，但至少應(yīng)滿足本項目用地和聚光集熱性能的基本要求。

在上述相關(guān)項目的推動下，熔鹽槽式技術(shù)的商業(yè)化征程已重新出發(fā)，在更大開口槽式集熱器、國產(chǎn)熔鹽集熱管、更成熟的技術(shù)能力和運(yùn)維經(jīng)驗等的加持下，熔鹽槽式光熱項目的建成投產(chǎn)已經(jīng)可以真實地預(yù)見。