首航節(jié)能敦煌100MW塔式光熱電站
近年來(lái)，太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)逐漸興起，受到越來(lái)越多的關(guān)注。光熱發(fā)電是太陽(yáng)能發(fā)電的一種形式，首先通過(guò)聚光集熱系統(tǒng)加熱吸熱介質(zhì)，再通過(guò)換熱系統(tǒng)產(chǎn)生高溫過(guò)熱蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電，并可通過(guò)儲(chǔ)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電，解決了當(dāng)前新能源發(fā)電面臨的間歇性問(wèn)題，具有廣闊的發(fā)展前景。
作為極具潛力的“未來(lái)產(chǎn)業(yè)”，太陽(yáng)能光熱發(fā)電領(lǐng)域聚集了頂尖的研發(fā)力量，為今后大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用探索經(jīng)濟(jì)、高效的模式。通過(guò)攜手國(guó)內(nèi)工業(yè)和學(xué)術(shù)界的領(lǐng)先力量，法國(guó)電力（EDF）在中國(guó)這片創(chuàng)新沃土參與了當(dāng)前光熱發(fā)電領(lǐng)域的前沿研究，探索這項(xiàng)技術(shù)的未來(lái)前景。
法電攜手首航節(jié)能打造
全球首座超臨界二氧化碳循環(huán)光熱發(fā)電電站
2018年12月28日，在中國(guó)西部的甘肅省敦煌市，亞洲首座百兆瓦級(jí)光熱電站正式并網(wǎng)投運(yùn)。這座100MW熔鹽塔式光熱電站是由北京首航艾啟威節(jié)能技術(shù)股份有限公司（“首航節(jié)能”）開發(fā)運(yùn)營(yíng)的中國(guó)首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目之一。同樣在敦煌光電產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，首航節(jié)能還運(yùn)營(yíng)著一座10MW塔式光熱電站，已于2016年12月實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。正是得益于10MW光熱電站的實(shí)踐與探索，首航節(jié)能在此領(lǐng)域擁有了深厚的技術(shù)積淀，為100MW光熱電站的成功投運(yùn)打下基礎(chǔ)。
首航節(jié)能敦煌10MW塔式光熱電站
作為產(chǎn)業(yè)化初期的新興技術(shù)，太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù)還有很大的提升和創(chuàng)新空間。作為中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，首航節(jié)能未停下探索的腳步，選擇與法電強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手，對(duì)首航節(jié)能敦煌10MW塔式光熱電站進(jìn)行改造，共同打造全球范圍內(nèi)首座超臨界二氧化碳循環(huán)光熱發(fā)電電站。2018年6月15日，法電與首航節(jié)能在北京舉辦了超臨界二氧化碳光熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目的啟動(dòng)儀式。
超臨界二氧化碳發(fā)電循環(huán)是一項(xiàng)具有變革性的工業(yè)技術(shù)，也是當(dāng)前電力領(lǐng)域的嶄新課題，國(guó)內(nèi)外研究尚處于初期階段。該循環(huán)使用超臨界態(tài)的二氧化碳代替水蒸氣作為發(fā)電循環(huán)介質(zhì)，具有循環(huán)效率高、系統(tǒng)體積小等優(yōu)勢(shì)，可進(jìn)一步提高電站的發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)性，并擺脫傳統(tǒng)熱電機(jī)組對(duì)水資源的依賴，可應(yīng)用范圍更加廣泛，未來(lái)商業(yè)化價(jià)值可觀。
超臨界二氧化碳循環(huán)可應(yīng)用于火電、核電、光熱發(fā)電、工業(yè)余熱發(fā)電等多個(gè)領(lǐng)域，而光熱電站較為適合作為該循環(huán)初步商業(yè)化的應(yīng)用場(chǎng)景：光熱電站550攝氏度的運(yùn)行溫度可以初步體現(xiàn)超臨界二氧化碳循環(huán)的效率優(yōu)勢(shì)，不會(huì)對(duì)設(shè)備材料產(chǎn)生太大挑戰(zhàn)；同時(shí)，相較于火電、核電等發(fā)電模式，光熱電站規(guī)模較小，降低了技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)和研究成本。
首航節(jié)能敦煌10MW塔式光熱電站，法電和首航節(jié)能將對(duì)電站進(jìn)行改造，新建超臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)
法電是國(guó)際上率先就超臨界二氧化碳技術(shù)開展研究的公司之一，具備深厚的技術(shù)基礎(chǔ)。作為技術(shù)顧問(wèn)和項(xiàng)目協(xié)調(diào)方，法電將與首航節(jié)能一同對(duì)敦煌10MW塔式光熱電站進(jìn)行改造，在保留鏡場(chǎng)和儲(chǔ)熱系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新建一整套超臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)。整個(gè)改造過(guò)程將是一次全新的嘗試，涉及眾多技術(shù)環(huán)節(jié)和設(shè)備的測(cè)試和創(chuàng)新。除電站改造外，基于在超臨界二氧化碳和光熱發(fā)電兩大領(lǐng)域的技術(shù)積累，法電還將深入?yún)⑴c項(xiàng)目可行性研究、供應(yīng)商篩選、項(xiàng)目運(yùn)營(yíng)維護(hù)等方面。目前，電站的改造設(shè)計(jì)已經(jīng)就緒，改造工程即將啟動(dòng)，預(yù)計(jì)將于2020年底正式投入運(yùn)行。
這次合作是超臨界二氧化碳循環(huán)與光熱發(fā)電技術(shù)的首次商業(yè)化結(jié)合，法電將與首航節(jié)能一同克服實(shí)踐中的技術(shù)難題，提高超臨界二氧化碳系統(tǒng)應(yīng)用于光熱發(fā)電的可行性，進(jìn)一步提升光熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性和競(jìng)爭(zhēng)力，為未來(lái)建設(shè)大規(guī)模光熱發(fā)電項(xiàng)目奠定基礎(chǔ)。
法電非常重視中國(guó)光熱發(fā)電市場(chǎng)的業(yè)務(wù)探索，為此，公司將出席即于3月21-22日在北京舉辦的第九屆光熱發(fā)電中國(guó)聚焦大會(huì)（點(diǎn)擊查看詳情），中國(guó)區(qū)首席運(yùn)營(yíng)官Patrick Charignon以及可再生能源發(fā)電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人楊子江先生將現(xiàn)場(chǎng)與光熱同行切磋交流。
法電攜手中科院電工所基于
亞洲首個(gè)兆瓦級(jí)太陽(yáng)能光熱發(fā)電項(xiàng)目開展廣泛研究合作
2011年，法電中國(guó)研發(fā)中心與中國(guó)科學(xué)院電工研究所(“中科院電工所”）合作，基于八達(dá)嶺光熱實(shí)驗(yàn)電站簽署了長(zhǎng)期科研合作協(xié)議。八達(dá)嶺實(shí)驗(yàn)電站是國(guó)家“863”高技術(shù)科學(xué)試驗(yàn)項(xiàng)目，由科技部、中國(guó)科學(xué)院、北京市科委共同投資，于2012年8月投產(chǎn)，是亞洲首個(gè)兆瓦級(jí)塔式太陽(yáng)能光熱電站，為開發(fā)高效、穩(wěn)定的光熱系統(tǒng)提供了先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
電站位于北京郊區(qū)的八達(dá)嶺鎮(zhèn)，占地約300畝，在高達(dá)108米的集熱塔下安裝有100面定日鏡，每個(gè)鏡面大小為100平方米。定日鏡可跟隨太陽(yáng)的位置自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，將太陽(yáng)光反射到吸熱塔上，位于塔頂?shù)奈鼰崞鲗⑻?yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電。
目前，項(xiàng)目研究已從最初階段的水工質(zhì)吸熱系統(tǒng)，發(fā)展到對(duì)熔融鹽、超臨界二氧化碳、空氣等各類先進(jìn)吸熱系統(tǒng)的探索。項(xiàng)目研發(fā)團(tuán)隊(duì)匯集了來(lái)自法電、中科院電工所的多名中法資深工程師。雙方組建了項(xiàng)目委員會(huì)，每年定期舉辦會(huì)議匯報(bào)研究進(jìn)展，對(duì)技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行深入探討。2014年，在中法建交五十周年之際，八達(dá)嶺項(xiàng)目榮獲法中委員會(huì)頒發(fā)的首屆“中法團(tuán)隊(duì)合作創(chuàng)新獎(jiǎng)”。
法電中國(guó)研發(fā)中心深入?yún)⑴c了八達(dá)嶺示范電站的實(shí)驗(yàn)研究，充分發(fā)揮了數(shù)字仿真方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。運(yùn)用集團(tuán)總部先進(jìn)的動(dòng)態(tài)模擬工具和模塊工具庫(kù)，中國(guó)研發(fā)中心基于八達(dá)嶺電站設(shè)計(jì)開發(fā)出了整套電站數(shù)字解決方案，包括動(dòng)態(tài)數(shù)字電站的建立，關(guān)鍵設(shè)備三維仿真模型以及先進(jìn)自動(dòng)控制系統(tǒng)的開發(fā)。這套數(shù)字模型可以對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電站正常及瞬態(tài)運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，并在實(shí)驗(yàn)中得到改進(jìn)和驗(yàn)證。此外，法電與中科院電工所還圍繞電站關(guān)鍵部件壽命、高溫吸熱儲(chǔ)熱技術(shù)等最新課題展開多領(lǐng)域多方面的研究。
八達(dá)嶺項(xiàng)目多年來(lái)開展的創(chuàng)新性研究使項(xiàng)目雙方在光熱發(fā)電領(lǐng)域積累了豐富的研發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這些研究成果和數(shù)字解決方案為進(jìn)一步推動(dòng)光熱發(fā)電的商業(yè)化進(jìn)程提供了有力支持。
