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甘肃光热的雄心:打造全球最大的光热发电项目基地
时间:2015-07-27 来源: 未知 我要投搞

  2013年9月12日,由深圳市金钒能源科技有限公司投资建设的50MW槽式太阳能光热发电项目在甘肃阿克塞开工建设,这是全球首个大规模的高温熔盐槽式光热发电项目,预计2017年8月建成发电。

  2015年5月27日,总投资达45亿元的天津滨海光热产业园在天津滨海新区正式开工建设,这是中国乃至全球首个光热发电全产业链生产制造基地。在不久的将来,在这片总占地面积580亩的土地上,有望实现“在这里下一份订单,就能建设一个完整的光热电站”的宏伟目标。

  2035年某月某日,如果一切按照计划实现,当金山南方圆约2000平方公里的戈壁滩将变身成为全球装机规模最大的光热发电站集群。甘肃光热发电投资有限公司(简称甘肃光热)投资的这300个50MW级的光热电站将组成总装机达1500万千瓦的巨型发电园区,年贡献清洁电能800亿度。

  上述三个标志性事件的主导者深圳市金钒能源科技有限公司(简称金钒)、天津滨海光热发电投资有限公司(简称滨海光热)、甘肃光热均由深圳市核电工程建设有限公司(简称深核建)投资设立,其战略规划是依 托滨海光热打造光热发电产业链生产制造基地,通过甘肃光热进行大规模光热项目投资开发,以此来推动中国光热发电产业的快速发展。

  更先进的熔盐槽式技术

  阿克塞50MW熔盐槽式电站是全球范围内首个商业化的高温熔盐槽式太阳能热发电站。其采用更为先进的熔盐槽式技术路线,即以熔盐为传热和储热工质的新一代槽式光热发电技术。

  相较传统的导热油传热熔盐储热的槽式光热发电系统,熔盐槽式系统的工作温度更高,由此带来的系统发电效率也得到显著提升。其工作温度区间在220℃~550℃之间,相对传统槽式220℃~390℃的温区大大提高,汽轮机的效率因之提高5%~7%,发电量大幅提升。

  同时,传统的槽式技术以导热油为传热介质,导热油390℃的油温上限限制了熔盐的储热温度,导致熔盐的储热性能难以充分发挥,对熔盐造成了极大浪费。相对工作温度在550℃的熔盐槽式电站,同样的储热量,传统槽式电站的储热耗盐量是熔盐槽式电站耗盐量的大约三倍。另外,传统的槽式技术,导热油在吸热后还要与熔盐换热来储热,这就需要增加一系列的换热设备,同时带来了更多热损,增加了光热发电站的总体投资。

  但更先进的技术往往意味着更大的技术难度,熔盐槽式技术面临的挑战主要有两个方面,一是熔盐的冻堵。槽式系统的管路很长,传统熔盐的凝固点在220℃,熔盐一旦在系统中凝固,则可能导致系统整体或部分报废。另一个是集热管的耐高温性,传统真空集热管的选择性吸收涂层在高温下易分解或脱落,最高运行温度一般不能高于400℃,熔盐槽式技术对集热管提出了更高的要求。

  即便如此,熔盐槽式技术仍被甘肃光热笃定首选。而对于为何选用这种技术难度更大的新型槽式技术,深核建董事长官景栋表示:“简单来讲就三条:第一,熔盐槽式技术是二代半的先进技术,为什么还要选择一代的落后的导热油技术呢?第二,熔盐技术安全可靠,对环境和电站运行的影响极小,效率更高。第三,对熔盐槽式现有的技术风险是完全可控的。”

  官景栋这个从核工业走出来的业内颇有神密色彩的人物,以低调和实干著称,他第一个将光热发电技术简单划分为四代:以水和导热油为传热介质的为第一代技术;以熔盐为传热介质的第二代技术;以高温空气和金属粒子为传热介质的第三代和第四代技术。而熔盐传热+熔盐储热被其划为上文所述的二代半技术。

  官景栋认为,熔盐槽式技术的优势在于,熔盐这种介质是一种低成本、长寿命、传热性能好的高温、高热通量和低运行压力的传热介质,同时也是不易燃、无毒、环境友好的优良传热介质,而导热油则存在一定的安全和环境隐患;熔盐介质可使槽式电站的运行温度提高至550℃,运行温度的提升则意味着电站发电效率的同步提升。选择熔盐槽式技术路线符合世界光热发电技术的发展趋势。虽然其有保温难度较大等的一些难点,但在工程上并非是不能解决的。

  他公开说:“创新就是在开创当中完成新技术新产业的革命。我们应当有勇气去做一些开创性的事,熔盐槽式技术代表了更先进的技术方向,而且在意大利已经有了成熟的示范项目在运行,我们现在只不过是在别国已有的经验基础上去做一些事。在中国建设此种电站即便有所谓的技术风险,但总要有人去实践。目前我们国家正在推进光热发电示范工程建设,我们应当有勇气去承担一些风险,如果一点风险都不愿担,我们国家的光热发电产业就永远只能跟着别人后面走。”

  更快、更坚实的步伐

  在中国光热发电产业,不乏各大电力公司、部分民企、各路资本的参与,目前总计已有超过3GW的光热发电项目开发规划在列。但截至目前,建成投运的规模化光热电站还不到10MW。其它的多囿于政策环境、技术瓶颈、资金和经验匮乏等一系列客观外在因素,徘徊不前。

  金钒项目则是其中一个特例。由于采用了更前沿的技术路线,为验证技术的可靠性,甘肃光热已经投资7000余万元开始在阿克塞建设一条800米长的熔盐槽式回路系统,集集热、储热、发电于一体,并计划于2015年年底前并网发电。在此之前金钒阿克塞50MW项目已投资三个多亿,目前已经完成了场平,建成了自备电厂即一个20MW的光伏电站,后期工程也正在稳步推进中。

  自2012年2月份,金钒自提出申请在阿克塞建设50MW光热发电项目以来,历时一年零六个月,完成该项目的所有前期工作。在金钒向记者展示的项目申请报告中,汇集了大大小小70余项申请和核准文件,共涉及“国家能源局的批复”、“各部委项目可行性研究报告及其技术审查意见”、“省市规划主管部门同意厂址选择的意见”、“国土资源部门同意厂址用地的意见”、“项目环评影响的意见”等十九个大类,最终完成了核准。而在这些文件背后,需要投入的是数以亿计的金钱、完成的是数十倍于其数量的各类报告、文件和方案。在彼时执行项目核准制的情况下,该项目的核准审批速度称得上是最快的,这背后彰显的是金钒的技术实力和务实态度。

  但单有态度还不够,要推进这样一个大规模的光热发电基地的实施,更要有强大的后盾。甘肃光热的后盾有两个,一是来自意大利的熔盐槽式系统全套专利和技术。二是滨海光热给予的前端产业链支撑。

  全球虽有不少机构都在对熔盐型槽式技术进行研发和示范,但其中唯有意大利在此领域取得了一定的成功。过去几年,意大利国家新技术、能源和可持续经济发展局(ENEA)成功地将该技术推向了实践性的应用。

  2008年,在意大利国家电力公司ENEL的支持下,ENEA于意大利西西里岛的Priolo Gargallo开工建设了全球第一个5MW的熔盐槽式示范电站,并于2010年7月建成。这个示范电站配8小时储热系统,成功证明了熔盐槽式光热发电技术的可行性。

  在ENEA和ENEL之后,开发熔盐集热管的阿基米德太阳能公司对此进行了新一轮示范。2013年7月3日在意大利的Massa Martana投运了一个新的熔盐槽式光热发电示范系统,这是一个集热总长度600米的标准回路,配置储热5小时。成功运行后,其与官景栋的协议真正具备了生效条件。

  无论是ENEA、还是阿基米德,还是参与了上述示范系统建设的其它合作厂商,现在,他们都是甘肃光热和滨海光热的合作伙伴。通过巨资投入,滨海光热拿下了意大利熔盐槽式技术的专利授权,为甘肃光热大规模布局熔盐槽式电站开发扫清了技术障碍。

  官景栋表示,“这几年来,我们没有拿政府一分钱,没有拿一分钱的银行贷款,我们全部靠自己真金白银地投入,拿下国际合作方的技术专利权,仅此一项就耗资1700余万欧元。”在此基础上,负责阿基米德高温真空集热管技术吸收引进的天津滨海光热集热技术有限公司、负责Reflex反射镜生产制造的天津滨海光热反射技术有限公司、负责Sarea跟踪系统生产制造的天津滨海光热跟踪技术有限公司等诸多子公司已正式成立。

  作为甘肃光热的兄弟公司,滨海光热正在天津滨海建设的光热发电全产业链生产制造基地将为甘肃光热提供光热发电项目建设所需的几乎全部装备和产品。这里将打造熔盐槽式光热发电系统的全产业链生产线,以实现熔盐槽式技术完全彻底的国产化。

  官景栋认为,“我们不能一直依赖进口海外的产品,只有完全彻底的国产化,才能快速拉低光热发电的成本。”

  甘肃光热目前已扫清了大规模开发熔盐槽式光热发电项目的技术、产品等障碍。但在其上千万千瓦的项目开发规划中,今天,仅仅是打了一个好的根基,未来,我们且看规划如何变为现实。

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