史忠錄，杜佩英，屈小榮，馬彥軍

(1.青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木 816099；2.青海省鹽湖資源綜合利用重點實驗室，青海 格爾木 816099；3.青海省鹽湖資源綜合利用工程技術研究中心，青海 格爾木 816099；4.國家鹽湖資源綜合利用工程技術研究中心，青海 格爾木 816099)

1 前言

為了保護人類環(huán)境，實現(xiàn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，減少不可再生化石能源的耗用，大力開發(fā)利用清潔、干凈的新能源和取之不盡的可再生能源，已經(jīng)成為當前世界普遍關注的熱點問題。在眾多的新能源中，太陽能由于其無與倫比的獨特優(yōu)勢，正受到越來越多的關注。太陽能光熱發(fā)電是一種可調(diào)、穩(wěn)定、環(huán)保的新能源電力生產(chǎn)技術，作為可再生能源技術的重要分支之一，光熱發(fā)電技術優(yōu)勢明顯，產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟輻射力強，已成為全球多個國家重點支持發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，國際能源署更預測到2050年，光熱發(fā)電可貢獻全球11%的電力需求。

2 全球太陽能光熱發(fā)電現(xiàn)狀

熔鹽在光熱發(fā)電中的應用，截止2017年底全球光熱裝機規(guī)模已達到了5 133 MW。隨著摩洛哥NOOR2和摩洛哥NOOR3的投產(chǎn)以及我國中廣核50 MW的投產(chǎn)，估計規(guī)模會有一個比較大的增長。全球光熱發(fā)電以槽式為主，占比達到80%以上，最近再建項目有比較大的漲幅，但是仍然以槽式為主，從全球光熱發(fā)電現(xiàn)狀來看西班牙最多，達到了230萬kW，美國180萬kW左右，其他國家光熱發(fā)電比較少。西班牙200 MW的光熱發(fā)電是目前全球唯一參與光熱發(fā)電平衡的項目，摩洛哥NOOR2二期的槽式電站是全球最大的20 MW的電站，摩洛哥NOOR3三期在建，是目前最大的塔式電站，由中國和西班牙承建的EPC項目。目前全球最大的光熱發(fā)電項目是阿聯(lián)酋迪拜太陽能園區(qū)第四期700 MW光熱發(fā)電項目。全球光熱發(fā)電趨勢見圖1。

3 我國太陽能光熱發(fā)電的現(xiàn)狀

由于各方面的原因，我國已建成的光熱發(fā)電項目較少，投入發(fā)電系統(tǒng)的主要是八達嶺1 MW塔式電站、首航節(jié)能10 MW天津濱海新區(qū)塔式熔鹽電站，及2018-07投入的兆陽的線性菲涅爾供暖取熱的發(fā)電項目，其余一些都是還沒入網(wǎng)的實驗項目。

我國于2016-09啟動了首批20個光熱發(fā)電項目，總裝機容量1.349 GW，發(fā)電價格定為1.15元/kW·h，當時確定7個槽式發(fā)電、4個線性菲涅和9個塔式光熱發(fā)電，經(jīng)過一年多的建設，其中有16個項目在繼續(xù)進行建設，4各項目由于種種原因已退出項目建設。目前首批光熱發(fā)電項目的調(diào)整為16個項目后總裝機容量1.014 GW，塔式7個、槽式2個、線性菲涅2個，其中，分布區(qū)域為甘肅8個、青海4個、河北3個、內(nèi)蒙1個、新疆1個。熔鹽儲能在青海省海西州作的多能互補、多能集成優(yōu)化示范項目，是以風、光、熱、儲為主導的純清潔能源基地。光伏發(fā)電項目200 MW，風電項目400 MW，光熱發(fā)電項目50 MW、蓄電池儲能電站50 MW，總裝機容量700 MW(圖2)。該項目充分體現(xiàn)了多能互補的優(yōu)勢，多能互補、多能集成優(yōu)化示范項目實現(xiàn)后可以作為電網(wǎng)高峰時的調(diào)峰和調(diào)頻的作用，項目即節(jié)能環(huán)保又能充分發(fā)揮西部的太陽能光熱、風能的優(yōu)勢。

圖2 我國部分省、自治區(qū)太陽能光熱發(fā)電趨勢圖Fig.2 Trend map of solar photoelectric heating in some provinces in China

4 光熱發(fā)電在我國的發(fā)展前景

2018-06，在北京召開的中國光熱電站大會暨CSPPLAZA年會上，全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織的《構建全球能源互聯(lián)網(wǎng)，促進光熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展》報告中對全球電源裝機預測2050年為3.67×105億W，全球清潔能源裝機占比：2030年前超過化石能源，2050年達到83%。其中,光熱發(fā)電作為靈活性調(diào)節(jié)裝機保持在1/3以上，預計2035年靈活性調(diào)節(jié)裝機比例達到44%，其中，光熱1.2×104億W；2050年靈活性調(diào)節(jié)裝機比例達到35%，其中，光熱3.2×104億W。我國具有較好的光熱發(fā)電資源，其中，光熱熱源較好的面積達到84萬km2，10萬km2面積的年發(fā)電量預計5 400×108kW·h。按照配置儲熱系統(tǒng)裝機組的利用小時數(shù)為3 500 h計算，10萬km2土地可裝機容量約為1.5×104億W。甘肅阿克塞光熱資源條件非常好，土地全是隔壁沙灘，特備適合太陽能光熱發(fā)電。我國的新疆哈密地區(qū)的發(fā)電條件也十分優(yōu)越，新疆地區(qū)計劃2020年規(guī)劃利用太陽能光熱發(fā)電達到2 GW；新疆哈密市中長期光熱發(fā)電開發(fā)規(guī)劃報道，新疆當?shù)刭Y源可支撐200 GW光熱發(fā)電的條件，規(guī)劃至2030年裝機容量20 GW。光熱發(fā)電作為一種新興的、清潔的可再生能源，可以向電網(wǎng)提供清潔、穩(wěn)定、可調(diào)峰的優(yōu)質(zhì)電力等同于實現(xiàn)用清潔的電能替代常規(guī)化石能源；采用光熱發(fā)電技術可減少同期二氧化碳等廢氣的排放，并且在其運行期間沒有固體垃圾產(chǎn)生，對于保護生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)和諧社會具有積極意義。光熱發(fā)電技術在未來的研發(fā)和應用中，將朝著“高參數(shù)、大容量、連續(xù)發(fā)電”這三個技術方面發(fā)展。

5 熔鹽在太陽能光熱發(fā)電中的應用

熔鹽在儲熱技術中的應用，主要以三種形式存在，儲熱介質(zhì)的要求是儲熱密度大，穩(wěn)定性好，無毒、無腐蝕、不易燃燒、且價格低廉，導熱油系數(shù)大，能量可以及時地儲存或取出，不同狀態(tài)間轉(zhuǎn)化時、材料體積變化要小，合適的使用溫度。熔鹽的優(yōu)點是傳熱性能好，飽和蒸氣壓低，溫度高，壽命長，缺點是凝固點高，防凝要求高，某些熔鹽的腐蝕性強。我國在建的第一批光熱發(fā)電示范項目中，除張北華強50 MW項目采用其他儲熱技術，其余全部采用了熔鹽儲熱技術，由此可見熔鹽的儲能技術是非常實用的。

6 結(jié)論

太陽能光熱發(fā)電方式具有與現(xiàn)有電網(wǎng)匹配性好、光電轉(zhuǎn)化率高、可連續(xù)穩(wěn)定和調(diào)峰發(fā)電的能力、發(fā)電設備生產(chǎn)過程綠色環(huán)保等其他方式不可比擬的優(yōu)勢，因此成為今后新能源領域開發(fā)應用的熱點，各國都出臺了相應的經(jīng)濟扶持和激勵政策，全球總裝機規(guī)模持續(xù)上升，呈現(xiàn)出一種蓬勃發(fā)展的景象。