隨著光伏、風(fēng)電的發(fā)展，我國(guó)對(duì)可調(diào)峰的儲(chǔ)能光熱發(fā)電的需求日益迫切。在我國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)蓄勢(shì)待發(fā)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)傳來(lái)喜訊：8月21日15時(shí),中控太陽(yáng)能公司德令哈1萬(wàn)千瓦塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站成功滿負(fù)荷并網(wǎng)發(fā)電,各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)完全達(dá)到設(shè)計(jì)值。這是我國(guó)首座成功投運(yùn)的規(guī)模化儲(chǔ)能光熱電站，也是全球第三座投運(yùn)的具備規(guī)模化儲(chǔ)能的塔式熔鹽光熱電站。業(yè)界普遍認(rèn)為，這是我國(guó)光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常重要的里程碑。8月26日，記者走訪了該電站，深刻感受到業(yè)界亟待深入認(rèn)識(shí)的問(wèn)題。

度電成本越低，電站經(jīng)濟(jì)性越好

據(jù)了解，該電站采用熔鹽儲(chǔ)能，熔鹽吸熱器出口溫度設(shè)計(jì)值為565攝氏度，與國(guó)際上領(lǐng)先水平一致。溫度越高則汽輪機(jī)的工作效率越高，光電轉(zhuǎn)化效率也就越高，但對(duì)吸熱器要求越高，同時(shí)控制和操作難度也就越大，因此這個(gè)溫度的高低決定了水平的高低。從電站控制系統(tǒng)的顯示屏上可以看到實(shí)際運(yùn)行溫度為565攝氏度，最高達(dá)568攝氏度，完全達(dá)到設(shè)計(jì)值。另外，熔鹽吸熱器運(yùn)行監(jiān)控圖的情況也能反映電站的運(yùn)行效果。記者從顯示屏上可以明顯感受到，熔鹽吸熱器很亮，表明溫度很高。光斑比較均勻，意味著吸熱器表面溫度分布均勻，鏡場(chǎng)的控制水平很高。

毋庸置疑，儲(chǔ)能是光熱發(fā)電區(qū)別于光伏和風(fēng)電的最大優(yōu)勢(shì)。“如果不配置熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)，光熱發(fā)電的品質(zhì)與光伏、風(fēng)力發(fā)電無(wú)異，而度電成本比較高，也就沒(méi)有發(fā)展光熱的理由了。”中控太陽(yáng)能公司董事長(zhǎng)金建祥告訴記者。

即使同為光熱電站，是否帶有儲(chǔ)能導(dǎo)致的運(yùn)行效果也完全不同。沒(méi)有儲(chǔ)能的光熱電站，直接由吸熱器產(chǎn)生蒸汽去推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，雖然系統(tǒng)較為簡(jiǎn)單，但發(fā)電穩(wěn)定性差，負(fù)荷不可調(diào)。而儲(chǔ)能光熱電站可實(shí)現(xiàn)光熱轉(zhuǎn)換與熱電轉(zhuǎn)換完全分離，發(fā)電不受陽(yáng)光變化波動(dòng)影響，發(fā)電連續(xù)、穩(wěn)定，并可根據(jù)電網(wǎng)的調(diào)度指令隨時(shí)調(diào)節(jié)發(fā)電功率，其調(diào)節(jié)速度遠(yuǎn)快于一般火電。

記者了解到，中控德令哈電站儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)為兩小時(shí)，這就意味著該電站即使在完全沒(méi)有陽(yáng)光的情況下仍舊可以滿負(fù)荷發(fā)電兩小時(shí)。如果需要延長(zhǎng)儲(chǔ)能時(shí)間，也只要適當(dāng)擴(kuò)大鏡場(chǎng)，增加熔鹽量，就可以方便實(shí)現(xiàn)。另外，“日溫降2~4攝氏度，日儲(chǔ)能損失小于0.7%”的參數(shù)意味著該熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)保溫性能優(yōu)良。如果儲(chǔ)能作為用電晚高峰調(diào)峰之用，則儲(chǔ)能損失將小于0.2%。如果用電池來(lái)儲(chǔ)能，其充放電的能量損失大于10%。可見(jiàn)，使用熔鹽儲(chǔ)能的損失遠(yuǎn)小于電池儲(chǔ)能，同時(shí)熔鹽的使用壽命也遠(yuǎn)比電池要長(zhǎng)。

“以熔鹽為介質(zhì)的儲(chǔ)能技術(shù)是目前的主流技術(shù)，增加儲(chǔ)能系統(tǒng)雖然會(huì)增加電站的總投資，但也會(huì)明顯增加電站的發(fā)電時(shí)間，大幅度提高發(fā)電量，因此度電成本反而會(huì)明顯下降，這與人們的直覺(jué)剛好相反。”金建祥告訴記者，電站經(jīng)濟(jì)性常用度電成本來(lái)衡量，度電成本越低，電站經(jīng)濟(jì)性越好。研究表明，度電成本隨著儲(chǔ)能時(shí)間的增加而明顯降低，在儲(chǔ)熱時(shí)長(zhǎng)達(dá)到6~8個(gè)小時(shí)后度電成本降低則不太明顯。

“6~8小時(shí)是光熱電站比較合適的儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)，因?yàn)檫@樣既可以參與晚高峰的調(diào)峰，度電成本也比較低，同時(shí)總投資增加也不多。而光伏和風(fēng)電如果要增加儲(chǔ)能系統(tǒng)，則度電成本會(huì)大幅度上升，失去成本優(yōu)勢(shì)，而且隨著儲(chǔ)能時(shí)間延長(zhǎng)，度電成本會(huì)繼續(xù)上升，這與光熱發(fā)電剛好相反。”金建祥說(shuō)。

技術(shù)要與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合

采訪中，金建祥坦言，塔式熔鹽光熱發(fā)電要將光學(xué)、自動(dòng)化、化工、電力等多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域高度集成，系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)門(mén)檻極高。即使同為塔式光熱電站，含有儲(chǔ)能的塔式系統(tǒng)更為復(fù)雜，其技術(shù)和裝備難度幾乎是不含儲(chǔ)能的兩倍。

無(wú)疑，現(xiàn)階段我國(guó)光熱起碼遇到了兩難。一是要正視光熱電站的復(fù)雜性，需要技術(shù)攻關(guān)來(lái)突破。二是大家更容易相信國(guó)外相對(duì)成熟的技術(shù)及設(shè)備，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)光熱產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨困境。“目前僅有美國(guó)、西班牙的個(gè)別企業(yè)掌握塔式熔鹽光熱發(fā)電的全流程技術(shù)，我們的技術(shù)與他們處于同一水平，甚至我們獨(dú)有的高海拔、高寒地區(qū)環(huán)境適應(yīng)性技術(shù)及鏡場(chǎng)的可靠性技術(shù)還領(lǐng)先于國(guó)際水平。”金建祥表示，塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)沒(méi)有必要高價(jià)引進(jìn)，而應(yīng)該堅(jiān)持以自主創(chuàng)新、持續(xù)改進(jìn)為主。縱觀全球塔式熔鹽光熱電站情況，國(guó)外企業(yè)應(yīng)用的業(yè)績(jī)也很少，也只有西班牙和美國(guó)兩家公司各建成一家電站，而且運(yùn)行時(shí)間也不長(zhǎng)，成熟度如何尚需進(jìn)一步探究。另外，考慮到環(huán)境適應(yīng)性，中國(guó)西北部光熱地區(qū)特有的高海拔、風(fēng)沙、冰凍等問(wèn)題，即使全盤(pán)引進(jìn)國(guó)外技術(shù)也可能存在水土不服的問(wèn)題。

時(shí)至今日，我國(guó)塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)和裝備已經(jīng)得到工業(yè)化的驗(yàn)證，具備規(guī)模化應(yīng)用推廣的條件。另外還要看到，國(guó)外核心技術(shù)不可能輕易輸出給中國(guó)。“目前大多是以技術(shù)許可的方式引進(jìn)，國(guó)內(nèi)企業(yè)僅僅作為技術(shù)的使用者和推廣者，最終必將受制于人，導(dǎo)致技術(shù)進(jìn)步難以為繼。”金建祥認(rèn)為，著眼于全球市場(chǎng)，雖應(yīng)提倡與國(guó)外企業(yè)進(jìn)行廣泛的合作，但前提是我們自己得掌握核心技術(shù)，才能在合作中掌握主導(dǎo)權(quán)。據(jù)了解，中控太陽(yáng)能公司為了研發(fā)塔式熔鹽光熱發(fā)電技術(shù)與裝備，在“國(guó)家863計(jì)劃”的支持下，潛心研究6年，投入近5億元，最終全部攻克了核心技術(shù)，共擁有發(fā)明專利74項(xiàng)，實(shí)用新型專利39項(xiàng)，核心裝備的設(shè)計(jì)、制造全面實(shí)現(xiàn)自主化，國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)95%。

目前國(guó)內(nèi)光熱企業(yè)面臨的困難，除了核心技術(shù)復(fù)雜、工程技術(shù)門(mén)類眾多外，來(lái)自于政策層面的影響也不小。“技術(shù)必須與實(shí)際工程應(yīng)用相結(jié)合，需要在工程應(yīng)用中不斷驗(yàn)證、改進(jìn)和完善。我們相信，隨著國(guó)家光熱發(fā)電示范項(xiàng)目的公布與示范電價(jià)的出臺(tái)，這一問(wèn)題會(huì)很快得到解決。”金建祥說(shuō)。