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  近日中广核宣布国内最大熔盐槽式集热器原型机完成试制,已在刚刚建成的全球最大槽式集热器太阳法向辐射跟踪平台上组装,目前正在开展联合调试。

  这是我国光热发电技术快速进步的又一成果。业内人士指出,光热发电兼具调峰电源和储能的双重功能,是加快规划建设新型能源体系的有效支撑。近年来,随着政策支持力度加大,光热发电加速“升温”,有望迎来规模化发展新阶段。不过,当前还需整个产业链发力,进一步开展核心技术攻关,降低光热发电成本,解决经济性问题。

  核心技术现突破

  为推动我国光热发电技术产业化发展,国家能源局2016年启动首批20个光热发电示范项目,装机规模总量达134.9万千瓦,开启了我国光热发电的商业化进程。“中广核德令哈项目是国家首批20个光热示范项目中第一个开工建设,第一个并网发电的大型商业化光热电站,我国也由此成为全球第八个拥有大规模光热技术的国家。”中广核德令哈项目党支部书记杨涛介绍说,中广核德令哈项目2018年投产以来,累计发电4.3亿千瓦时。

  《中国太阳能热发电行业蓝皮书2023》数据显示,截至2023年底,我国兆瓦级规模以上太阳能热发电机组累计装机容量为588兆瓦。其中,并网太阳能热发电机组容量570兆瓦,包括11座太阳能热电站。

  首批示范项目推进,带动相关企业加快自主创新,实现了多项核心技术突破,目前设备国产化率超过90%。以中广核为例,已在光热领域取得科技成果鉴定16项,其中7项国际领先、5项国际先进、4项国内领先。其中,正在调试的国内最大熔盐槽式集热器彻底突破了槽式集热器需国外授权使用的技术瓶颈,解决了传统集热器支架用钢量大、成本高昂的问题,后续将通过型号研发,牵引国内产业链快速发展。

  “槽式集热器太阳法向辐射跟踪平台是目前全球仅有的可按ISO9806-2017标准来测试采光口宽度超5.7米的槽式集热器稳态热性能测试台,可测集热器的长度也是目前国际现有测试台的2倍。”中国科学院电工研究所研究员、中国科学院大学教授、博士生导师王志峰表示,该测试台为优化槽式集热器光热转换性能,降低槽式热发电成本的研究提供了重要手段,意义重大。

  槽式集热器太阳法向辐射跟踪平台还能验证大开口硅油介质的槽式集热器系统性能,拓展光热在高寒、高海拔及供热、供汽等多场景应用。

  政策助推规模化

  伴随着我国以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设加快推进,近年来,作为落实市场化并网条件的配套选择之一,我国太阳能热发电行业发展不断加速。

  “尤其是在2023年,我国在国家第一、二批大型风电光伏基地建设项目等配储太阳能热发电项目基础上,又将12个太阳能热发电新建项目列入政府名单,预计新增装机容量1350兆瓦。”国家太阳能光热产业技术创新战略联盟秘书长杜凤丽介绍说,截至2023年底,我国各省和自治区在建和拟建(列入政府名单)的太阳能热发电项目超40个,总装机容量约4800兆瓦,预计最晚将于2025年完成建设,其中约有1200兆瓦预计将于2024年建成。

  去年国家能源局发布的《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》提出,力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。在业内人士看来,这是光热产业走向规模化的一个强烈信号。

  据悉,中广核正在青海、吉林、西藏等地推动一批光热一体化项目建设,另外还在甘肃、新疆等地区开发布局新的光热项目。截至2023年底,已取得“光热+”容量指标351.5万千瓦。规划到2030年“光热+”项目装机达到4000万千瓦,投资金额超过2100亿元,协同产业链企业带动社会投资1500亿元,创造就业岗位1万余个。

  “双方自2022年签订战略合作协议以来,已在光热发电前沿技术交流、行业标准规范制定、光热项目建设等领域开展了广泛的合作。”浙江可胜技术股份有限公司总裁兼总工程师徐能表示,未来双方还将共同推进新项目的开发落地,同时在科研攻关上展开进一步合作,共同开展塔式光热发电及熔盐储能核心技术的开发、专项技术研究的课题申报、国际标准的制定工作。

  业内人士指出,光热发电产业链长,可消化提升特种玻璃、钢铁、水泥、熔融盐等传统产业,还可带动新材料、智能控制等新兴产业发展,光热发电规模化开发利用将成为我国新能源产业新的增长点。

  据不完全统计,中国光热发电工程相关配套企业约600家;其中集热系统相关产品和设备供应商约245家,储热系统相关产品和设备供应商约135家,中国光热发电产业配套能力显著增强。

  “链”上发力降成本

  现阶段,解决经济性问题仍是光热发电行业发展的重要目标。业内人士指出,当前我国光热发电行业初步实现了设备材料的批量化生产和生产工艺流程的优化,但尚未形成规模效应,目前成本仍然较高。

  杜凤丽建议,加快研究制定太阳能热发电两部制电价,尽快开展太阳能热发电对电网支撑能力的研究,持续深化太阳能聚光领域技术创新,加紧部署前沿颠覆性技术研究,加快太阳能热发电新技术研发和新技术示范工程项目,为行业健康持续发展提供有力支撑。

  近日召开的光热产业创新发展论坛发布了《太阳能热发电产业创新发展德令哈宣言》,与会代表共同表示,将联合开展核心技术攻关,降低光热发电成本,推动产业创新和科技创新深度融合。

  “中广核将加强与设计院合作,通过设计牵引产业链,建设未来产业技术创新中心,成立多个研发实验场所,联合上下游产业链合作伙伴,共同开展强链工程,共享新成果,激发产业发展原动力。”中国广核新能源控股有限公司党委书记、董事长张志武说。

  据悉,中广核正在依托德令哈项目建设青海综合性原创光热基地,以适应光热储项目大规模、高参数、低成本、多场景应用及支撑电网稳定性的发展。同时,在华北区域规划建设华北综合性原创光热基地,通过塔式系统控制技术的研究,打造光热设计验证中心、光热装备论证中心、塔式技术试验中心。

  国家太阳能光热产业技术创新战略联盟《熔盐储能光热发电与光伏+其他新型储能系统技术经济性对比》共性技术课题研究成果表明,随着成本的降低和发电效率的提高,熔盐储能光热发电度电成本有望进一步下降。预计到2025年,塔式光热电站度电成本有望下降至0.61元,2027年有望降低至约0.53元。槽式光热发电技术依托“大槽集热+导热油传热+熔盐储热”的技术方案,度电成本有望下降至约0.61元;通过“超大槽集热+熔盐传热及储热”技术方案,槽式电站装机容量有望扩大至2×300兆瓦或更大规模,度电成本2030年前有望降至0.4至0.5元。2025年,线菲式光热发电技术单机规模300兆瓦以上电站的度电成本有望降至0.6元以内,项目经济性将显著提高。(王璐)