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在風光熱一體化項目開發浪潮的推動下，2024年，中國成為全球光熱發電新增裝機的絕對主力，在全球光熱發電行業的活躍度和影響力繼續提升。

在市場的催化(hua)下，我國(guo)光熱發電(dian)領(ling)域的技術(shu)(shu)創新(xin)不(bu)斷涌現(xian)，據CSPPLAZA統(tong)計，自2024年(nian)至今，從(cong)集熱器到儲熱材料(liao)，從(cong)技術(shu)(shu)研發到系統(tong)集成，一(yi)系列創新(xin)技術(shu)(shu)實(shi)現(xian)重大突(tu)破，本文優選了幾項重大技術(shu)(shu)創新(xin)成果(guo)，列舉(ju)如下：

▌大開口熔鹽介質槽式集熱器系統

2024年4月18日(ri)，中國廣(guang)核新能源控股有限公(gong)司公(gong)開(kai)宣(xuan)布，成功(gong)開(kai)發出具備自主知識產權(quan)的(de)大開(kai)口熔鹽介質(zhi)槽(cao)式集(ji)熱器(qi)系統(tong)，其(qi)原型(xing)機(ji)已于2024年1月完(wan)(wan)成試制，并在(zai)建成的(de)槽(cao)式集(ji)熱器(qi)太(tai)陽法向輻射跟(gen)蹤平臺完(wan)(wan)成組(zu)裝，進入聯合(he)調試。

▲中廣核槽式(shi)集(ji)熱器太陽法向輻射跟蹤(zong)平臺

該集(ji)熱(re)器的(de)(de)開(kai)口(kou)達(da)8.6米(mi)，集(ji)熱(re)溫(wen)度(du)可(ke)(ke)達(da)550攝(she)氏度(du)。同時，此次配套使(shi)用的(de)(de)槽式(shi)集(ji)熱(re)器太陽法(fa)向輻射跟蹤平(ping)臺是目前全球僅有(you)的(de)(de)可(ke)(ke)按ISO9806-2017標準(zhun)來測(ce)(ce)試(shi)采(cai)光(guang)口(kou)寬(kuan)度(du)超5.7米(mi)的(de)(de)槽式(shi)集(ji)熱(re)器穩態熱(re)性能測(ce)(ce)試(shi)臺，可(ke)(ke)測(ce)(ce)集(ji)熱(re)器的(de)(de)長度(du)也是目前國際(ji)現有(you)測(ce)(ce)試(shi)臺的(de)(de)2倍，在(zai)驗證大開(kai)口(kou)硅油介質(zhi)的(de)(de)槽式(shi)集(ji)熱(re)器系統(tong)性能，拓展光(guang)熱(re)在(zai)高寒、高海拔(ba)及供熱(re)、供汽等多場景應(ying)用提(ti)供可(ke)(ke)能。

▌首座超臨界二氧化碳光熱發電機組

2024年8月22日，經過5年的技術(shu)攻(gong)關、工程建(jian)設，首座超臨界二氧化碳光(guang)熱發電機(ji)組研制成功。第(di)三(san)方(fang)測試(shi)結(jie)果表(biao)明，該(gai)發電機(ji)組發電功率、熱工轉換效率等各(ge)項(xiang)指(zhi)標，全面達到(dao)項(xiang)目任務書要(yao)求。

▲北京延慶超臨界二(er)氧化(hua)碳太陽(yang)能熱發電(dian)實驗基(ji)地

超臨界二氧(yang)化(hua)(hua)碳工質發(fa)電技術是第四代太陽能(neng)熱(re)發(fa)電技術的(de)代表。針對高(gao)溫吸熱(re)器設計理論及(ji)方法、儲熱(re)放(fang)熱(re)模式對系統性能(neng)的(de)影響機(ji)理、二氧(yang)化(hua)(hua)碳與透平熱(re)功(gong)轉換過程(cheng)的(de)相互作用機(ji)制等三(san)個關鍵(jian)科學問題，有以下重(zhong)要產出：

針對(dui)科學問題一：建立了(le)(le)聚光太陽輻射在柔性不(bu)連續顆粒流內的(de)時空(kong)協同吸收、轉(zhuan)換(huan)和傳熱機(ji)理(li)；研制了(le)(le)3種聚光器和包括(kuo)700℃/1MWth顆粒吸熱器在內的(de)4種吸熱器；提出了(le)(le)2種高密度能量測(ce)量方法。

針對(dui)科學(xue)問題二：探索了熔(rong)融鹽對(dui)金屬腐蝕抑制(zhi)機理；突破(po)高溫(wen)固體吸熱(re)顆與超臨界CO?在變(bian)熱(re)流、變(bian)溫(wen)度和(he)強變(bian)物性條件下的換熱(re)特性匹配；研制(zhi)了包括550℃/1MWth在內的3種儲熱(re)換熱(re)裝置。

針對科學問題三：構建(jian)高(gao)太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)流、高(gao)溫(wen)、高(gao)膨脹(zhang)比、高(gao)比功的高(gao)效太(tai)(tai)陽(yang)能(neng)熱發電(dian)系統(tong)主(zhu)要參數(shu)本構匹配關系；建(jian)立(li)以超臨界CO?流動(dong)為(wei)核心的光-熱-電(dian)能(neng)量轉化全系統(tong)模型；研(yan)制了(le)550℃/200kW超臨界CO?透平發電(dian)機組；建(jian)立(li)了(le)“光-熱-電(dian)”實證系統(tong)，并實現(xian)運行。

▌新一代國產化集熱器——龍騰RT86大槽集熱器

2024年，常(chang)州龍騰光熱(re)科技股份有限公司歷時4年研發(fa)的(de)(de)新一(yi)代(dai)高效低成本(ben)槽式集(ji)(ji)熱(re)器——RT86大槽集(ji)(ji)熱(re)器，實現了(le)國產化槽式集(ji)(ji)熱(re)裝備的(de)(de)繼續迭代(dai)，RT86大槽集(ji)(ji)熱(re)器采用(yong)國際最(zui)先進(jin)的(de)(de)空間(jian)框架結構，擁有完全(quan)自(zi)主的(de)(de)專利技術：

可適(shi)配導熱(re)油(you)(you)、硅(gui)油(you)(you)、熔鹽、水等工質，回(hui)路設計出口溫度(du)最(zui)高可達565℃；

可適配(pei)80、90口徑的新型集(ji)熱(re)管(guan)，在配(pei)置90集(ji)熱(re)管(guan)時(shi)，集(ji)熱(re)器光學(xue)攔截率≥98%；

加工方式為(wei)主要機(ji)械成(cheng)型+部分(fen)焊(han)接結構(gou)，現場(chang)裝配方式為(wei)鉚接，生產工時(shi)減少約(yue)60%；

基于(yu)采用(yong)龍騰(teng)光熱自有專(zhuan)利——可擴展管結構連接(jie)技術（ETFH，Extensible Tube Frame Hub）技術，長尺(chi)寸部件分解為短(duan)尺(chi)寸，防腐(fu)處理簡便，運(yun)輸成本降低約35%；

在(zai)與烏(wu)拉特100MW項目相同設計荷(he)載條件下，RT86集熱器的單(dan)位面積(ji)用鋼(gang)量下降約20%，

18米(mi)長度(du)上的抗扭剛度(du)與5.75m開口12米(mi)的常規槽相當。

▲巴彥淖爾RT86大槽(cao)集熱器示范(fan)項(xiang)目

目前(qian)，在內蒙古巴彥淖爾市龍騰光熱儲(chu)能(neng)科技創新(xin)園區內，采用RT86大槽(cao)集熱器的新(xin)一(yi)代高效低成本槽(cao)式集熱系統示范(fan)項(xiang)目，已(yi)經完成了全工況連(lian)續機械試運(yun)行驗收，開始(shi)介質(zhi)熱運(yun)行示范(fan)。

▌大功率中高壓熔鹽電加熱器產品

2024年6月24日，綠(lv)儲(chu)科(ke)技自主研(yan)發(fa)制造的(de)國際(ji)首(shou)臺單機20MW中高壓熔鹽(yan)電(dian)加(jia)熱器(qi)發(fa)貨(huo)至(zhi)金塔中光太陽能“光熱+光伏”試點(dian)項目。目前(qian)，綠(lv)儲(chu)科(ke)技研(yan)制的(de)面(mian)向(xiang)大容量(liang)熔鹽(yan)儲(chu)能的(de)智能化(hua)高壓無級(ji)調功熔鹽(yan)電(dian)加(jia)熱器(qi)產品(pin)已(yi)在多個光熱電(dian)站、火電(dian)靈活性改造項目上(shang)得的(de)商(shang)業(ye)化(hua)應用。

綠儲科技研(yan)制的中高(gao)壓(ya)(ya)熔(rong)鹽電加熱(re)器電壓(ya)(ya)等(deng)級可達(da)6～10kV，突破(po)了國內外(wai)熔(rong)鹽電加熱(re)行業低壓(ya)(ya)電阻(zu)式加熱(re)方案(an)中輸電線(xian)路損(sun)耗高(gao)的技術瓶頸，熔(rong)鹽加熱(re)效(xiao)率達(da)98.5%，加熱(re)熔(rong)鹽溫度可達(da)565℃。產品具有(you)高(gao)電壓(ya)(ya)電網直連、線(xian)路損(sun)耗小、單體功率大、設備壽(shou)命長、均勻換熱(re)、絕(jue)緣性能(neng)高(gao)、換熱(re)效(xiao)率高(gao)的優點。

▌100MW級超高溫二氧化碳熱泵儲能系統

2025年1月(yue)13日，首航高科(ke)能(neng)源技術(shu)股份有限公司(si)(si)、北京前沿動力科(ke)技有限公司(si)(si)依托山東肥城(cheng)100MW/400MWh首臺套新型(xing)二氧化(hua)碳(tan)熔鹽冷熱電聯供項目研制的“100MW級超(chao)高溫二氧化(hua)碳(tan)熱泵儲能(neng)系統”入選國家能(neng)源局第四批能(neng)源領域首臺（套）重大技術(shu)裝備名單。

山東肥城(cheng)100MW/400MWh項目(mu)采用“高溫(wen)熔(rong)鹽(yan)+壓縮二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳”儲能技術，利用壓縮二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳高溫(wen)熱泵(beng)將低(di)谷電(dian)轉化(hua)為熱能存(cun)儲于高溫(wen)熔(rong)鹽(yan)中，再通(tong)過超(chao)臨(lin)界二(er)(er)氧(yang)化(hua)碳發電(dian)技術將熱能轉化(hua)為電(dian)能。同(tong)時，實現(xian)冷熱電(dian)三聯供，能源綜合利用率達(da)85%。

該技術從前端電(dian)(dian)到熱的(de)轉(zhuan)換(huan)過程(cheng)以(yi)及后端熱到電(dian)(dian)的(de)轉(zhuan)換(huan)均大幅提升，解決(jue)了熔鹽(yan)儲能(neng)電(dian)(dian)-電(dian)(dian)轉(zhuan)換(huan)效率(lv)較低(di)的(de)問題。

前端：其前(qian)端電到(dao)熱(re)(re)(re)的(de)轉換過程采用壓縮(suo)(suo)二氧(yang)化(hua)碳高(gao)(gao)(gao)溫(wen)熱(re)(re)(re)泵加(jia)熱(re)(re)(re)熔鹽，具體為(wei)通(tong)過逆向循環使(shi)用棄風(feng)棄光電能將低溫(wen)熱(re)(re)(re)源(yuan)的(de)熱(re)(re)(re)能“泵至”高(gao)(gao)(gao)溫(wen)狀態，并存儲轉化(hua)為(wei)高(gao)(gao)(gao)溫(wen)熱(re)(re)(re)能，使(shi)用壓縮(suo)(suo)二氧(yang)化(hua)碳高(gao)(gao)(gao)溫(wen)熱(re)(re)(re)泵技術突破了(le)阻抗(kang)型加(jia)熱(re)(re)(re)器能效(xiao)（cop）＜100%的(de)限制，提高(gao)(gao)(gao)了(le)電到(dao)熱(re)(re)(re)的(de)轉換效(xiao)率，是電力系(xi)統(tong)(tong)削峰填(tian)谷、提高(gao)(gao)(gao)區域能源(yuan)系(xi)統(tong)(tong)效(xiao)率和(he)安全性(xing)的(de)關(guan)鍵性(xing)前(qian)沿技術之(zhi)一。

后端：后端熱(re)到電(dian)的(de)(de)轉(zhuan)換(huan)可(ke)以(yi)采用先進的(de)(de)超臨界二(er)氧化(hua)碳發電(dian)技術，高效(xiao)地將熱(re)能(neng)轉(zhuan)化(hua)為電(dian)能(neng)，根據(ju)熔鹽溫度(du)不同以(yi)及裝(zhuang)機容量大小，全系(xi)統電(dian)-電(dian)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率近期達(da)到57.5%~65.8%；中遠期（5至(zhi)10年）達(da)到65%~76.6%，有望超過抽水蓄能(neng)轉(zhuan)換(huan)效(xiao)率。

優勢：單位瓦時存儲(chu)(chu)建造成本1.7元；使用壽(shou)命長(chang)達(da)30年；完全不(bu)受地域限制；具(ju)備短期大規模部(bu)署的(de)能力(li)；熔鹽(yan)與光(guang)熱具(ju)有天(tian)然耦合(he)優勢，若(ruo)與光(guang)熱補(bu)熱熔鹽(yan)結(jie)合(he)，熔鹽(yan)-壓(ya)縮二氧(yang)化碳(tan)儲(chu)(chu)能電-電轉(zhuan)換效率更高。

▌多塔一機塔式光熱電站聚光集熱系統

2025年1月13日，由恒基能(neng)脈新(xin)能(neng)源科技(ji)(ji)有(you)限(xian)公(gong)司自主研發、中國三峽新(xin)能(neng)源（集團）股份有(you)限(xian)公(gong)司與恒基能(neng)脈共(gong)同申報的“多塔一機塔式光熱(re)電(dian)站聚(ju)光集熱(re)系統”成功入選(xuan)國家能(neng)源局(ju)第四批(pi)能(neng)源領域首臺(tai)（套）重大技(ji)(ji)術裝備名單。

“多塔(ta)一(yi)(yi)機(ji)塔(ta)式光(guang)(guang)熱(re)電(dian)站聚(ju)光(guang)(guang)集(ji)熱(re)系(xi)統(tong)(tong)”以瓜州10萬千瓦“雙塔(ta)一(yi)(yi)機(ji)”光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)項(xiang)目為依托，采用“雙塔(ta)一(yi)(yi)機(ji)塔(ta)式光(guang)(guang)熱(re)電(dian)站聚(ju)光(guang)(guang)集(ji)熱(re)系(xi)統(tong)(tong)”，該聚(ju)光(guang)(guang)集(ji)熱(re)系(xi)統(tong)(tong)包(bao)含有兩個(ge)聚(ju)光(guang)(guang)集(ji)熱(re)單元，每個(ge)單元具備獨(du)立的定(ding)日鏡(jing)(jing)場、吸熱(re)塔(ta)以及(ji)吸熱(re)器系(xi)統(tong)(tong)，兩個(ge)定(ding)日鏡(jing)(jing)場共用區域的定(ding)日鏡(jing)(jing)能夠復用于相鄰(lin)的兩套吸熱(re)器系(xi)統(tong)(tong)。

與傳統“一塔(ta)(ta)一機塔(ta)(ta)式(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)聚光(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)系統”相比，“雙（多）塔(ta)(ta)一機塔(ta)(ta)式(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)聚光(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)系統”能夠提(ti)(ti)高聚光(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)效率，適用(yong)于(yu)較大規(gui)模(mo)的塔(ta)(ta)式(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)站(zhan)，在提(ti)(ti)升聚光(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)安全性(xing)、核心設備可靠(kao)性(xing)的同時具有較高的經濟性(xing)，有助于(yu)提(ti)(ti)升光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)的市場(chang)競爭(zheng)力(li)和實現(xian)光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電(dian)技(ji)術(shu)的規(gui)模(mo)化應用(yong)。

三峽恒基(ji)能(neng)脈(mo)瓜州70萬千(qian)瓦光(guang)熱儲能(neng)+項目(mu)已于2024年12月30日(ri)投運。

▌350MW“三塔一機”大規模獨立光熱電站方案

2024年(nian)11月5日，青(qing)海省2024年(nian)光(guang)熱(re)發電示范(fan)（試點）項(xiang)目(mu)優(you)選結(jie)果(guo)公(gong)(gong)布，浙江(jiang)可勝技(ji)術股份有限(xian)公(gong)(gong)司申(shen)報的格爾(er)木350MW光(guang)熱(re)項(xiang)目(mu)成功入(ru)圍，入(ru)選項(xiang)目(mu)將納入(ru)青(qing)海省2024年(nian)度(du)全省電力行業重點項(xiang)目(mu)開發建設方案。

今年(nian)4月24日，可(ke)勝技術開發建設的青海(hai)億儲格爾(er)木(mu)350MW塔式光熱發電項(xiang)目可(ke)行性研究報告評(ping)審會在北京(jing)順利召開。

格爾木350MW塔(ta)式光熱項(xiang)(xiang)目是全(quan)球(qiu)單體規模最(zui)大(da)、儲能時間(jian)最(zui)長的光熱發電項(xiang)(xiang)目，采(cai)用“三塔(ta)一(yi)機”設計(ji)方案，配置14小時熔鹽儲能系(xi)統。該項(xiang)(xiang)目將采(cai)用可勝技(ji)術(shu)自主研發的塔(ta)式熔鹽儲能光熱發電核心技(ji)術(shu)及裝備，預計(ji)年發電量達9.6億(yi)kWh，年節約標準煤(mei)約26.34萬(wan)噸，年減排二氧(yang)化碳約72萬(wan)噸。

作為青海省2024年光熱發電示(shi)范(fan)（試點）項目之一，該項目投運后上(shang)網電價按每千瓦時0.55元（含稅）執(zhi)行。

▌高低位熔鹽儲罐+短軸泵技術方案

浙江可勝(sheng)技(ji)術股份有限公司創(chuang)新高低位罐短軸泵技(ji)術方案，可顯著降低熔鹽儲能系統的成本。

采用(yong)該技(ji)術方案(an)后，儲罐的(de)(de)高度(du)不再受熔鹽泵(beng)軸長的(de)(de)限制。根據該技(ji)術方案(an)優化后的(de)(de)儲罐具有(you)更小的(de)(de)比表面積、更高的(de)(de)熱效(xiao)率、更低的(de)(de)鋼材消耗量(liang)，并(bing)且熔鹽使用(yong)量(liang)也有(you)所減少。

以一個裝機(ji)100MW儲熱8小(xiao)時的熔鹽系統為(wei)例，采用傳統方案(an)和創新優化(hua)方案(an)后的對比如下所示：

與(yu)傳統(tong)方案(an)相比，通過應(ying)(ying)用低位罐熔鹽(yan)輸送(song)技(ji)術方案(an)，儲(chu)熱系統(tong)的(de)(de)綜合成本降低約2000萬至3000萬元，對應(ying)(ying)的(de)(de)儲(chu)熱系統(tong)綜合成本降低約6%至12%。