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  來源： 中國能源報  

  我國太陽能光熱發電初步形成產業鏈，但仍有諸多技術瓶頸有待突破，從實驗室到商業化道路漫長

  8月13日，中航工業西航兆瓦級碟式斯特林太陽能熱發電站示范工程方案被列入陜西省科技統籌創新工程計劃重大科技專項。這標志著位于陜西富平以58臺斯特林發動機組成的兆瓦級太陽能熱發電站示范工程即將進入實施階段。

  此前的8月9日，位于北京延慶八達嶺的中科院太陽能熱發電實驗電站全系統貫通，首次太陽能發電實驗獲得成功。此次實驗成功意味著我國成為繼美國、德國、西班牙之后，世界上第四個掌握集成大型太陽能熱發電站有關技術的國家。

  在光伏發電處于低谷之時，光熱發電市場卻被寄予厚望。業內普遍認為，光熱市場要真正啟動，必須設備先行。而據記者了解，目前國內多家企業都在積極從事光熱發電設備的國產化研制工作。

  碟式斯特林發動機取得突破

  據了解，中航工業西航是國家高技術研究發展計劃（863計劃）分布式太陽能熱發電技術項目牽頭單位，研制的新能源科研項目斯特林發動機是國防科工局批準立項的軍轉民重大科技專項項目。

  斯特林發動機是將太陽能、天然氣、沼氣、煤田氣等轉換成機械能的動力裝置，也是碟式太陽能熱發電站的核心設備之一，可廣泛應用于航天、石油、化工等領域，具有廣闊的市場前景。

  中航工業西航研制新能源科研項目斯特林發動機始于2005年，2010年11月3日，首臺斯特林發動機在北京航空航天大學進行性能試驗取得成功，發電功率達到17.37—19.70千瓦，發動機效率超過30%，達到了預期目標；2011年12月，斯特林發動機重大科技專項，通過國家國防科工局評審專家組評審驗收。在攻堅克難突破斯特林發動機關鍵工藝技術的同時，他們及時將科研成果商業化應用，適時啟動了兆瓦級碟式斯特林太陽能熱發電站示范工程。

  光熱發電設備研制掀熱潮

  此前，浙江華儀康迪斯太陽能科技有限公司自主研發了我國首臺10kw 碟式太陽能聚光發電系統樣機，并在寧夏石嘴山市進行了測試及試運行，填補了我國在碟式太陽能聚光發電技術方面的空白。

  而早在2007年6月，國內首座70千瓦的太陽能塔式光熱發電系統在南京通過鑒定驗收。

  不過，在太陽能光熱發電領域，槽式聚光熱發電系統是迄今為止世界上唯一經過20年商業化運行的成熟光熱技術，而且它的儲能系統或者燃燒系統可以實現24小時運行。

  記者從中航空港通用設備有限公司了解到， 2010年初，他們與中科院工程熱物理研究所、華北電力大學合作，在槽式太陽能熱發電系統成套設備核心技術研發上取得成功，實現了曲面聚光鏡從技術到生產的完全國產化，采用了成本低廉的太陽能對日跟蹤驅動系統，實現了具有強化換熱功能的線聚焦強化集熱管系統的重大突破，大大降低了槽式太陽能熱發電的成本。使我國繼美國、德國和以色列之后成為世界上第四個自主研發槽式太陽能熱發電的國家。

  據中國科學院太陽能熱利用與光伏系統重點實驗室主任王志峰透露，早在“十五”期間，中國科學院電工研究所、工程熱物理所等科研機構和一些太陽能企業，已開始了光熱發電技術的項目研究。目前，我國科學家已經對碟式發電系統、塔式發電系統以及槽式聚光單元進行了研究，掌握了一批太陽能光熱發電的核心技術，如高反射率高精度反射鏡、高精密度雙軸跟蹤控制系統、高熱流密度下的傳熱、太陽能熱電轉換等。

  產業鏈初步形成 技術瓶頸待解

  據專家介紹，就幾種形式的太陽能熱發電系統相比較而言，槽式熱發電系統是最成熟的技術，塔式熱發電系統的成熟度目前不如拋物面槽式熱發電系統，而配以斯特林發動機的拋物面碟式熱發電系統，雖然有比較優良的性能指標，但目前主要還是用于邊遠地區的小型獨立供電，大規模應用成熟度尚不足。

  此外，槽式技術雖然較為成熟，但發電過程需要大量用水；塔式技術也需要大量用水；只有碟式技術發1千瓦時電只需1.4升水，能適應日照時間長的沙漠和戈壁地區，在三種光熱發電技術中轉化率最高。

  據了解,目前，我國光熱發電產業商業化示范項目剛剛起步，打造我國太陽能光熱產業鏈需要解決的問題有很多，比如，要掌握關鍵零部件技術，并經過商業實踐的考核；國內大型發電系統建設和調試缺乏經驗，需要與國外企業和專家合作；需要國家出臺強有力的扶持政策調動企業的積極性，但業內人士普遍認為，最迫切的重中之重，就是核心設備和關鍵零部件的國產化研制問題，只有打破這一瓶頸，才能有望從根本上降低太陽能熱發電產業的成本，推動太陽能熱發電在我國的商業化應用。

  據介紹，在國外，太陽能熱發電已有幾十年的歷史。上世紀80年代，人們對建成的太陽能光熱發電站進行技術總結后認為，雖然技術上可行，但投資過大，且降低造價十分困難，致使各國發展太陽能光熱發電站的計劃擱淺。過去，我國在太陽能光熱發電領域受經費和技術條件的限制，開展的工作較少。近年來，隨著太陽能光熱發電站在全球的重新興起，我國在太陽能聚光方法及設備、高溫傳熱儲熱、電站設計、集成以及控制方面,也取得了一些實質性突破。建設太陽能光熱發電站所需的主要設備和零部件, 已初步形成了產業鏈。

  不過，該產業仍存在諸多需要突破的技術瓶頸。“比如，目前最為成熟的槽式熱發電技術,其真空玻璃的集熱管損壞率高,其使用的導熱油一噸動輒三四萬元,價格昂貴。”有業內人士告訴記者。

  槽式光熱發電設備競爭最激烈

  近年來隨著世界光熱發電市場的爆發式增長，槽式光熱發電從系統集成到關鍵部件制造各個環節，西門子、阿爾斯通、ABB等諸多巨頭紛紛涌入，使得槽式光熱電站的整體系統以及聚光系統、傳熱系統、儲熱系統等各子系統的設計、工程建設、運行維護水平都得到了巨大的提升，聚光組件(SCA)、集熱管(HCE)、拋物面反射鏡等關鍵部件形成了相應的行業規范。

  從國內情況來看，槽式光熱發電所需的集熱管、聚光鏡和塔式要用的鏡場跟蹤系統、集熱器等核心設備，都有企業在進行研發，并實現了相關的技術突破，但目前的關鍵問題是，要從實驗室突破到實現商業化量產還有很長一段路要走，諸多問題還需解決。

  中國科學院電工研究所研究員馬勝紅認為，雖然光熱發電系統對國內企業來說技術門檻并不高，但在熱油循環、儲能以及熱交換等技術環節，國內企業仍有待進一步攻關，關鍵是在大系統的技術和經驗上，還應向發達國家學習。（記者　張子瑞）