“十四五”期間，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)與用能結(jié)構(gòu)優(yōu)化取得積極進(jìn)展，能源資源利用效率大幅提升，建成一批綠色工廠和綠色工業(yè)園區(qū)，研發(fā)、示范、推廣一批減排效果顯著的低碳零碳負(fù)碳技術(shù)工藝裝備產(chǎn)品，筑牢工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰基礎(chǔ)。到2025年，規(guī)模以上工業(yè)單位增加值能耗較2020年下降13.5%，單位工業(yè)增加值二氧化碳排放下降幅度大于全社會下降幅度，重點(diǎn)行業(yè)二氧化碳排放強(qiáng)度明顯下降。

“十五五”期間，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)布局進(jìn)一步優(yōu)化，工業(yè)能耗強(qiáng)度、二氧化碳排放強(qiáng)度持續(xù)下降，努力達(dá)峰削峰，在實(shí)現(xiàn)工業(yè)領(lǐng)域碳達(dá)峰的基礎(chǔ)上強(qiáng)化碳中和能力，基本建立以高效、綠色、循環(huán)、低碳為重要特征的現(xiàn)代工業(yè)體系。確保工業(yè)領(lǐng)域二氧化碳排放在2030年前達(dá)

作為眾多工業(yè)企業(yè)在“煤改氣”、“煤改電”的雙替代改造后，出現(xiàn)大規(guī)模企業(yè)能源蒸汽成本迅速上漲，燃料價格向上帶來的生產(chǎn)成本不斷攀升，市場亟需提供抑制能源成本增加的有效解決方案，讓企業(yè)能夠在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中不至于走向因能源成本增加而出現(xiàn)微利甚至破產(chǎn)邊緣。

作為槽式太陽能光熱發(fā)電技術(shù)的集熱高效利用方式必將作為一種可再生能源技術(shù)，在工業(yè)企業(yè)能源革命后的再替代市場中作為最佳技術(shù)形式開始吸引越來越多的關(guān)注，并逐步走向?qū)嵤┞涞兀圆粩嘁种颇茉瓷蠞q帶來的企業(yè)經(jīng)營壓力。

圖1圖為工業(yè)蒸汽開口3000mm集熱器（網(wǎng)絡(luò)圖片）

槽式太陽能集熱技術(shù)在工業(yè)蒸汽領(lǐng)域的替代應(yīng)用，圍繞著工業(yè)用蒸汽的特性在優(yōu)化改變自己本身，不能再停留在光熱發(fā)電、光熱熱水的思維模式，必須要考慮到更佳適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性，同時要解決太陽能系統(tǒng)的持續(xù)性、匹配性、安全性等的諸多挑戰(zhàn)和解決不同企業(yè)工廠用蒸汽模式的最佳耦合運(yùn)行方案。

考慮到目前的工業(yè)企業(yè)面臨標(biāo)煤能耗的降低，綠色低碳清潔發(fā)展，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)遠(yuǎn)景，我們優(yōu)先開展燃?xì)忮仩t、電鍋爐用戶的太陽能再節(jié)約替代方向，對于生物質(zhì)、醇基燃料、清潔煤等其他形式保留下來的鍋爐，同樣可行有效，需要根據(jù)用戶的資源條件設(shè)計(jì)優(yōu)化合理的多能互補(bǔ)模式。

以適應(yīng)性為目標(biāo)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，作為最佳槽式集熱技術(shù)的誕生，我們在設(shè)計(jì)階段擯棄了目前光熱發(fā)電槽式集熱的相對高成本設(shè)計(jì)思想，在優(yōu)化中我們利用更匹配應(yīng)用溫度區(qū)間采取降低集熱溫度、從大到小、從長到短的思路，從工業(yè)蒸汽的大量客戶調(diào)研下來，集熱場的出口溫度比光熱發(fā)電領(lǐng)域至少降低了150°以上，讓我們的材料、導(dǎo)熱介質(zhì)、全系統(tǒng)的配置成本大幅下降，溫度和壓力降低使集熱系統(tǒng)也降低了安全風(fēng)險，反射鏡采用兩片的設(shè)計(jì)也極大的降低了施工安裝成本。

通過合理降級加上優(yōu)化升級雙重系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，導(dǎo)熱介質(zhì)不僅僅是在最高溫度的設(shè)計(jì)上控制在了315°以下，更讓導(dǎo)熱油的低溫從14°下降到-18°的更大冷凝點(diǎn)，降低導(dǎo)熱、傳熱系統(tǒng)的防凝成本。通過合理的優(yōu)化設(shè)計(jì)，為打造更專業(yè)利用光熱發(fā)電技術(shù)的累積經(jīng)驗(yàn)，充分汲取中高溫集熱系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，為槽式太陽能工業(yè)用蒸汽市場締造出最理想的槽式集熱系統(tǒng)設(shè)計(jì)最佳方案，以適用于工業(yè)企業(yè)蒸汽領(lǐng)域的廣泛市場。

表1-1集熱器單元（SCE）參數(shù)

以最佳匹配性為目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，針對我們自主開發(fā)的槽式太陽能工業(yè)蒸汽市場專用集熱器，是在充分聽取各企業(yè)、設(shè)計(jì)院等專家的建議后綜合各專家智慧的結(jié)晶。之所以設(shè)計(jì)這個開口寬度為3000mm、焦距950mm,集熱管可選用管徑在40mm-60mm范圍大小，適用更大范圍的核心部件選擇，有利于降低成本增加競爭力，能夠滿足溫度在120℃～300℃范圍內(nèi)的工業(yè)蒸汽應(yīng)用領(lǐng)域的需要。

采取標(biāo)準(zhǔn)化模塊單元每個SCE集熱器單元(SCE=6000mm)的長度可以適用于6000mm，不同場地空間需要靈活合理搭配，整個集熱系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)回路按照200m設(shè)計(jì)，由4個標(biāo)準(zhǔn)的SCA集熱器組合（SCA=50m）組成，整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)嚴(yán)格按照光熱發(fā)電的光學(xué)效率控制每項(xiàng)核心部件的嚴(yán)格設(shè)計(jì)、精細(xì)制造、光學(xué)檢測、過程控制、組裝集成、系統(tǒng)優(yōu)化。

表1-2集熱器組合（SCA）整體參數(shù)

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮部分專家對于系統(tǒng)不能影響建筑物本身，也就是工業(yè)廠房高度的因素；采用槽式拋物線短焦距的技術(shù)形式，為工業(yè)企業(yè)專家擔(dān)心的光污染問題得到了有效的解決和避免；考慮到工業(yè)有效空間的最大利用，采取單軸跟蹤技術(shù)能夠提高光學(xué)接收效率（相比非跟蹤技術(shù)），更在為建筑屋頂設(shè)計(jì)更輕便標(biāo)準(zhǔn)模塊化的半拋物面型結(jié)構(gòu)方式；集熱系統(tǒng)采用導(dǎo)熱油吸熱傳熱換熱，能夠降低系統(tǒng)壓力，提高系統(tǒng)安全穩(wěn)定性，通過利用導(dǎo)熱油緩沖罐的配置能夠穩(wěn)定輸出給蒸汽發(fā)生器，經(jīng)過蒸汽發(fā)生器內(nèi)的換熱器加熱水，從而給客戶提供穩(wěn)定的蒸汽，避免云的遮擋給系統(tǒng)帶來的不穩(wěn)定影響；

并通過合理的設(shè)計(jì)儲能方案，為用戶提供更長時間的太陽能蒸汽利用小時數(shù)，目前針對儲能的技術(shù)在可考慮配置低成本固體儲熱、導(dǎo)熱油、低熔點(diǎn)鹽、相變材料等多種模式，為不同用戶的需要設(shè)計(jì)最佳的儲熱方案，以滿足用戶的蒸汽穩(wěn)定需要。槽式太陽能工業(yè)蒸汽系統(tǒng)可以和現(xiàn)有燃?xì)忮仩t、電鍋爐耦合匹配使用，也可以根據(jù)項(xiàng)目情況配置有機(jī)朗肯、螺桿機(jī)等發(fā)電系統(tǒng)達(dá)到更高利用的模式。

圖2為槽式有機(jī)朗肯發(fā)電加供熱的多能互補(bǔ)方案

以經(jīng)濟(jì)性為初心的設(shè)計(jì)滿足用戶需求，透過合理優(yōu)化提供穩(wěn)定運(yùn)行可靠的槽式太陽能工業(yè)蒸汽技術(shù)，如何能給客戶帶來好處，是每個企業(yè)最想知道的問題，基于槽式光熱技術(shù)的特性，是直接的光熱轉(zhuǎn)換利用，從太陽能的利用效率上面是比光伏發(fā)電、光熱發(fā)電提高轉(zhuǎn)換效率三倍多，光熱的直接利用也縮短了能量的轉(zhuǎn)換模式。

再好的設(shè)計(jì)，再高的效率，最終客戶關(guān)系的是產(chǎn)生的蒸汽成本和一次性投資的大小，必須有一套科學(xué)合理的測算方式讓企業(yè)可接受?？紤]到一次性投資的因素，目前來說槽式太陽能技術(shù)應(yīng)該是所有蒸汽系統(tǒng)里面對于設(shè)備一次性投資最大的系統(tǒng)技術(shù)了，需要通過合理測算給企業(yè)提供一個清晰的投資收益。

工業(yè)企業(yè)積極實(shí)施全面節(jié)約戰(zhàn)略，圍繞實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和，堅(jiān)持降碳、減污、擴(kuò)綠、增長協(xié)同推進(jìn)，推動重化工業(yè)轉(zhuǎn)型、低碳技術(shù)研發(fā)推廣、綠色發(fā)展機(jī)制創(chuàng)新，加快形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新發(fā)展。從光熱發(fā)電創(chuàng)新跨界應(yīng)用，到充分利用成熟槽式聚光光熱集熱技術(shù)深化新舊動能轉(zhuǎn)換推動綠色低碳高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。

注：本文由王工（13810518839）供稿，歡迎行業(yè)朋友聯(lián)系交流。