光熱發電獲得了理性且優越的政策支持。但這個猶如火箭發射般前進的產業已容不得半點失敗的余地。從業者都知道,他們走到了十字路口。
「 技術落地的挑戰 」
過去的十年雖然光熱發電走了無數彎路,也產生無數失敗案例,但卻是中國的光熱產業培育的十年。國內光熱電站技術經歷了拿來主義到自我創作的過程,核心設備逐漸實現了國產化。
十一五期間,科技部成立了光熱產業聯盟,其工作內容之一是推進光熱技術創新,包括學習國外的技術。當時,國內組織過不少考察團去西班牙、美國學習其先進經驗。作為光熱核心設備,因為直到現在,我國光熱技術還保留有國外影子。
由于國內外巨大的環境差異,技術落地是一個長期而艱難的過程。“西班牙接近赤道,光照條件好,全年風和日麗,溫度全年零下五到四十度;德令哈的光照條件也不錯,但是那里有沙暴,光熱最怕這個東西。而且整個地區主要以戈壁為主,溫差可達零下20,零下30度之多,而且有非常大的風,那么電站又要考慮能否適應大風天氣,適應了地中海氣候的光熱技術拿到赤道來,外國人也得適應適應,所以,不是說光照充足就適合做光熱,還有很多氣象資料也是產業鏈上的一環。”上述業內人士表示。
國內外對EPC的理解也不同。國外EPC是一個公司,中國把EPC分成了設計院、建設公司、業主。曾經在一次研討會上,中國企業和西班牙發生了激烈的爭執,西班牙人說一塊搞EPC,但中國人反復解釋說中國的EPC是業主,設計院、建設公司,不是一個概念。
在技術選擇上,從業者需要在“效率”、“風險”、“價格”上進行權衡。要是考慮轉化效率,就要選用風險較高的塔式,塔式只要一個集熱管,但這個集熱管要求壽命20年,壞了整個電站就沒法運轉。要是求穩,槽式相對穩定,一個50萬千瓦的槽式電站要2.5萬個集熱管,壞了幾個可以直接換,但效率不如塔式。至于菲涅爾式,在西班牙并沒有獲得成功,如果國內想成功,必須有所創新。
最大的挑戰來自于系統的集成。天瑞星副總經理崔孟龍告訴雜志記者:“核心部件關鍵部件國產化應該說沒有什么問題,主要是做好系統集成,如何將技術打包,這是在考研設計院方案的合理性,經驗多少。因此,設計院在光熱產業鏈上扮演了非常重要的一個環節。”
有不愿具名的業內人士告訴《能源》記者:“德令哈一些企業同時具有EPC、業主、投資者的身份,實際上的專業性還是難以保障的,一些項目因為設備未到位出現了延期的狀況,關鍵是在集成環節缺乏專業性的統籌。在國內還好,但是國內企業走向國際,如果出現拖延完工的情況,會有懲罰措施。”
目前,業內比較認可的是中國能源建設集團旗下西北院與華北設計院,兩院從零幾年就開始介入光熱發電,已經有十幾年的經驗。西北院趙曉輝博士告訴《能源》記者:“我們做過光伏也做過光熱,光熱并不是像光伏一樣簡單了解工藝流程就可以倉促上馬的,作為一種技術集成型的新能源,而光熱電站就好像一臺精密的儀器,由不同技術打包而成,就好比裝修采購不同的材料還需要一個好的裝修公司設計。”
以槽式電站為例,槽式發電主要通過三個部件——太陽島、儲熱島、常規島。太陽島主要是把太陽能聚焦到集熱管里面把介質加熱到400度,提供熱量,核心部件以集熱管、反射鏡和驅動控制為主,僅僅這里就涉及了三種供應商。
在槽式電站中,光鏡要將6平方米多的陽光聚焦到70毫米的集熱管上面,鏡子每個點的誤差都會有影響。但決定誤差的不光是鏡子本身,還有支架的質量,支架是拋物面的基本固件,要保證組裝起來精度夠,而且隨著運轉,春夏秋冬季節變化支架不能變形,變形會直接影響效率。
在儲熱島環節,儲熱的作用是把熱量儲存用于夜間的發電和調控。儲熱設備是熔鹽罐和熔鹽控制器,介質使用熔融鹽,也就是硝酸鉀、硝酸鈉等工業鹽,它們常溫下是固體粉末,但是到二百多度就成了液體,鹽的比熱很大,同樣的體積它可以儲存更多的熱量,更適合做儲熱介質。鹽的比熱很大,同樣的體積它可以儲存更多的熱量。國內的制造問題不大,但是決定儲熱效果的并非介質本身,而是儲熱罐的質量。儲熱罐要求一般能夠保證8個小時發電的大型儲熱罐幾十萬噸的鹽,一晚上的降溫也就8度,所以管子的品質也很重要,要做到吸收熱量,避免反射熱量,吸收之后會輻射熱量,對流和傳導的過程會丟失熱量。所以管子必須高效率地吸收光并轉化成為熱,這也是為了效率服務。
常規島則相對簡單,主要包括汽輪機、冷凝機和發電機組,常規島決定了真正把蒸汽轉化成電的程度,決定著后級系統的效率,也就決定著投資回報和成本。目前,國內杭汽輪機等廠家已經能夠自主生產,轉化效率不如GE、西門子等,但價格上有充分競爭力。
作者:閆笑偉 李帥 來源:能源雜志
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