圖：華強兆陽張家口一號15MW光熱示范電站

　　李維：我們對集熱系統(tǒng)及DSG系統(tǒng)已經(jīng)進行了近一年的測試運行、改進和驗證，初期確實發(fā)現(xiàn)了常規(guī)集熱管無法適用于我們的集熱系統(tǒng)，但經(jīng)過詳細的測試試驗后發(fā)現(xiàn)，并非真空集熱管主體存在問題，只是集熱管附件設計未考慮HLIACS聚光系統(tǒng)的實際使用條件而已，經(jīng)過和集熱管廠商的共同努力，現(xiàn)在這一問題已經(jīng)得到很好的解決，目前可以證明在HLIACS聚光系統(tǒng)200倍的光強環(huán)境下，多家國產(chǎn)的真空集熱管產(chǎn)品均可初步滿足我們的使用要求，經(jīng)過改進的集熱管已經(jīng)批量安裝并有超過3個月的連續(xù)運行，目前沒有再發(fā)現(xiàn)爆管現(xiàn)象，質(zhì)量表現(xiàn)穩(wěn)定，集熱管的彎曲程度、失真空比例等指標遠遠優(yōu)于一些槽式電站案例的披露信息。目前可以說，兆陽HLIACS聚光集熱系統(tǒng)中的水工質(zhì)傳熱部分已經(jīng)達到了類似常規(guī)蒸汽鍋爐的成熟度，能夠穩(wěn)定可靠地生產(chǎn)13MPa、450℃的高品質(zhì)過熱蒸汽，并且系統(tǒng)經(jīng)濟性遠遠優(yōu)于導熱油或熔鹽聚光集熱體系。

　　對于DSG技術儲熱難這一問題，我們則通過獨有的固態(tài)混凝土儲熱技術成功地予以解決。

　　CSPPLAZA：當前主流的儲熱技術為熔鹽儲熱，你們?yōu)楹芜x擇了固態(tài)混凝土儲熱技術？是否太過大膽超前？

　　李維：我認為熔鹽儲熱系統(tǒng)反而是一個較為大膽的技術路線選擇，從建設成本和運行風險上看，并不符合我們追求的安全可靠、平價上網(wǎng)的長遠發(fā)展目標。

　　熔鹽儲熱系統(tǒng)的建設成本較大受限于熔鹽使用量、鋼材用量及專業(yè)泵閥組件等等。鋼材和熔鹽均屬工業(yè)基本原料，成本下降空間極為有限。一個50MW級、帶有長時間儲熱能力的槽式電站的熔鹽采購成本往往就高達上億元，并且配套設備中如熔鹽泵等目前只能進口，成本高昂。

　　再者，熔鹽系統(tǒng)的運行風險相對較大，除了每天都有一定的溫度變化外，高溫狀態(tài)下，高溫熔鹽罐和低溫熔鹽罐的反復充滿和排空會對罐體帶來較大的交變應力，對罐體材料的高溫抗疲勞和結(jié)構(gòu)設計、焊接組裝施工等各方面的要求將非常之高。一旦出現(xiàn)泄露，可能就要整罐甚至整個電站退出運行進行維修，時間動輒數(shù)月，損失巨大難以承受。目前國際上已經(jīng)發(fā)生了多起熔鹽罐泄漏事故，造成了巨大損失，給這種儲熱技術的產(chǎn)業(yè)化大規(guī)模發(fā)展蒙上陰影。

　　我們也是對熔鹽儲熱系統(tǒng)進行了一些研究及試驗后，感到風險較大不敢冒進，才決定另辟新路，最后選擇了混凝土儲熱。

　　圖：已完工的配方混凝土儲熱系統(tǒng)

　　混凝土儲熱系統(tǒng)從建設成本上看，儲熱工質(zhì)主體為混凝土，原材料為水泥、砂石和其他少量添加材料，一體化的換熱通道為普通水蒸氣管道，整體成本穩(wěn)定可控，較熔鹽系統(tǒng)有很大比例的成本優(yōu)勢。

　　從運行安全上看，混凝土儲熱系統(tǒng)不會出現(xiàn)凍堵或超溫、超壓現(xiàn)象；整個系統(tǒng)不會出現(xiàn)過燒現(xiàn)象，基本上就像是一個永遠不會過溫、沒有煙氣侵蝕的鍋爐，簡單又安全；換熱介質(zhì)中間添加增強換熱結(jié)構(gòu)能顯著改善導熱能力和匹配膨脹效果，并且實際投入運行后混凝土儲熱體每天工作運行溫度波動范圍僅僅在40℃以內(nèi)，且溫度變化速率極低，對混凝土來說基本屬于正常工況，經(jīng)過長期系統(tǒng)疲勞循環(huán)實驗，強度指標依然良好，遠遠滿足使用要求，并通過了權(quán)威機構(gòu)測試。

　　即使在長期運行后在軸向長度上出現(xiàn)部分裂縫，也完全不影響徑向傳熱效果，并且混凝土儲熱塔的整體強度依然穩(wěn)定，安全性遠遠超過一般建筑物標準，就算在極端的在大波動范圍的高低溫循環(huán)后，也不會出現(xiàn)坊間擔心的混凝土“碎了”的情況。

　　從運行穩(wěn)定性上看，混凝土儲熱材料沒有冷凝凍結(jié)風險，對多云陰雨雪天氣極不敏感；且因自身基礎溫度高，即使連續(xù)陰雨雪天氣，汽輪機仍可保持至少連續(xù)超過7日不間斷運行，有非常大的安全穩(wěn)定性優(yōu)勢；而熔鹽儲熱系統(tǒng)遇到陰雨天則需要外部能源加熱，以保持在最低安全運行溫度之上，運維代價很大，對多變天氣的適應能力不足。

　　CSPPLAZA：兆陽光熱技術體系中類似土地綜合利用、鏡面清洗及雨水收集等很有特點，這些實用化設計的出發(fā)點在哪里？

　　李維：這類實用化設計在兆陽光熱技術體系中有很多，都是在充分分析中國自然環(huán)境、資源及市場特點后進行針對性開發(fā)的成果，目的就是規(guī)避、解決甚至充分利用客觀存在的外部不利條件，提高項目的可靠性和經(jīng)濟性，以實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益、社會效益的全面豐收。

　　首先，聚光集熱系統(tǒng)傾斜布置的架空結(jié)構(gòu)除了聚光集熱效果好以外，地面光照強度減弱、風速低、蒸發(fā)少，實踐發(fā)現(xiàn)非常有利于植被生長，同時也可以實現(xiàn)幾乎全部鏡場土地的綜合利用開發(fā)，例如進行種植、養(yǎng)殖等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，鏡場區(qū)域的光照減弱并不太多，可以保障一般作物生長，特別是可以充分利用汽輪機乏汽熱量，搭載鏡場支撐結(jié)構(gòu)建設經(jīng)濟型溫室大棚，不需燃料投入就能實現(xiàn)大棚內(nèi)四季溫暖如春，特別適合現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)項目開發(fā)。這項設計使得采用這種技術體系的光熱電站可以和農(nóng)牧業(yè)并行發(fā)展，避免工業(yè)和農(nóng)業(yè)爭地的窘境出現(xiàn)。

　　我國光熱電站開發(fā)的沙塵問題嚴峻，我們的測算及實際測試結(jié)論是如果不能解決低成本高頻次可靠的鏡面清潔問題，在中國大部分區(qū)域根本無法經(jīng)濟性運行光熱電站，清掃間隔不應超過十天，這部分投資及運行的成本折算最多不要超過0.03元/kWh，因此只有與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通盤考慮、聯(lián)合設計及自動運行才可能達到，經(jīng)過多年多個版本的改進完善，我們研制的清洗車目前已經(jīng)可以達到可靠經(jīng)濟的實用水平。

　　鏡面雨水收集系統(tǒng)與鏡場融合設計則可以解決一定比例甚至全部的電站運行需水量，增加投資很少且基本不需增加運行成本。雨水中的雜質(zhì)鹽分很少，遠低于一般地下水源，不但可以大大降低化水工序的成本，還可能將化水工序排出的低濃度濃水進行灌溉利用，而不會造成鹽堿化，針對嚴重缺水的客觀環(huán)境特點，雨水收集系統(tǒng)的投資非常有價值，這項投資使光熱電站對水資源的依賴度大大降低，電站長期運行過程中對地下水的影響由負面轉(zhuǎn)為中性，甚至正面。

　　兆陽光熱這些獨特的實用性設計在國內(nèi)外其它光熱技術體系中很少見，經(jīng)過多年的開發(fā)積累、改進完善及實際運行測試，基本上都已經(jīng)達到實用化水平，在保障運行穩(wěn)定安全、改善提高投資回報率、實現(xiàn)環(huán)境改良及資源綜合開發(fā)利用、保持長期有效的扶貧就業(yè)效果等方面能夠發(fā)揮非常重要的作用，是兆陽光熱技術體系的亮點之一。

　　CSPPLAZA：兆陽光熱技術體系有如此多的創(chuàng)新特點，您對其未來發(fā)展和應用有何期待？

　　李維：整體來看，兆陽光熱深入研究中國光熱發(fā)電環(huán)境的特點，將可靠、經(jīng)濟、可持續(xù)大規(guī)模發(fā)展作為核心目標，通過實際運行測試及一定規(guī)模的商業(yè)化項目建設驗證，創(chuàng)造完成了一套具有完整自主知識產(chǎn)權(quán)的光熱發(fā)電技術體系。此原創(chuàng)技術能夠不斷深入完善，達到與天然氣發(fā)電相當?shù)慕ㄔO運行成本水平和技術成熟度，并且蘊含巨大的環(huán)境效益和社會效益，從而成為能源建設產(chǎn)業(yè)升級、環(huán)境改善及西部扶貧開發(fā)增加就業(yè)的重要選項，希望獲得政府部門及相關各企業(yè)機構(gòu)的關注和支持，全面廣泛合作發(fā)展，為促進投資、發(fā)展經(jīng)濟和實現(xiàn)能源升級、環(huán)境改善作出貢獻。

　　堅持可靠性和經(jīng)濟性的評價標準，以實現(xiàn)平價上網(wǎng)為最終目標，這是兆陽光熱技術體系構(gòu)建的兩大指引方針，也正是兆陽光熱十余年來堅持更適應國內(nèi)電站開發(fā)環(huán)境的自主化光熱技術研發(fā)的初心。無論是水工質(zhì)的選擇，還是其HLIACS鏡場集熱系統(tǒng)、混凝土儲熱系統(tǒng)、鏡面清洗、雨水收集等的獨特設計，無一不以上述兩大標準和最終目標為核心原則。

　　方向是沒有問題的，光熱發(fā)電要獲得大規(guī)模推廣應用必須解決可靠性和經(jīng)濟性兩大問題，本文簡單說明了兆陽光熱為何選擇DSG技術和混凝土儲熱系統(tǒng)，但另辟蹊徑的兆陽光熱要回答的問題還有很多，HLIACS鏡場集熱系統(tǒng)是如何實現(xiàn)200倍高倍聚光的？兆陽光熱技術體系是如何解決鏡面清洗和冬季結(jié)霜問題的？??????請關注我們的后續(xù)報道。