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六年一剑:中控太阳能推动产业发展

2016-09-20 14:00
kumsing
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  2016年8月26日,曾因建成国内第一座商业化运营的塔式光热电站而享誉业界的浙江中控太阳能技术有限公司(简称“中控太阳能公司”)在青海德令哈召开媒体发布会,正式宣布国内首座塔式熔盐储能光热电站成功投运,中国成为继西班牙、美国之后第三个掌握塔式熔盐储能光热发电技术的国家。

  2016年9月1日,国家发展改革委发布《国家发展改革委关于太阳能热发电标杆上网电价政策的通知》,正式核定全国统一的太阳能热发电标杆上网电价为1.15元/千瓦时,困扰光热发电行业多年的政策得以落地。

  前后不到一周时间发生的这两件大事,使得近年略显“沉寂”的光热发电成为各界广泛关注的热点。业界普遍认为,以光热电价出台为契机,中国光热发电产业将迎来大规模发展,而国内首座塔式熔盐储能光热电站的成功投运,将使得国家对光热发电产业的宏伟规划从技术上有了实现的基本保障。

  尽管中控太阳能公司在光热发电行业已是知名企业,但由于光热发电在我国电力系统中还只能算是一名“新兵”,因此中控太阳能公司在整个电力行业并非广为人知。那么,这究竟是一家怎样的企业?为何在突破塔式熔盐储能光热技术上,他们能拔得头筹?未来,他们对光热发电产业又有着怎样的期许与规划?今天,让我们一起来了解中控太阳能公司。

  发挥优势勇于挑战

  时间回到2010年,以西班牙、美国为代表的国际光热发电技术和市场正在快速发展,而在中国,人们谈论更多的,是方兴未艾的光伏发电

  同年5月,中控太阳能公司成立,其业务方向不是当时正迅猛发展的光伏,而是略显“冷门”的光热发电。对此,中控太阳能公司认为:光伏发电与生俱来的“有光有电、无光无电”的特征,在其装机到较大规模时会给电网安全运行带来不小的风险,必然面临进一步发展的瓶颈,而拥有低成本、长寿命、高效率的大规模储热系统的光热发电,能够为电网提供连续、稳定、快速、可调度的高品质电力输出,正是实现高比例可再生能源的最佳解决方案。基于对光热发电技术特性及发展趋势的判断,结合对自身优势与能力的认识,中控太阳能公司选择了塔式熔盐储能光热发电这一系统最复杂、技术难度最高的光热发电技术路线作为研究方向。

  对此,中控太阳能公司董事长金建祥如此解读:“塔式熔盐储能光热发电的光电转换效率比较高,成本下降空间巨大,适合成为基荷电源和调峰电源,是最具有发展前景的光热发电技术。同时,塔式熔盐光热发电系统复杂,其核心的大规模镜场控制、熔盐吸热、储换和换热技术难度大,因而也有较高的进入门槛,而依托中控集团在自动化控制和化工领域的深厚积累,以及杭州锅炉集团和杭州汽轮机集团等股东单位在热力系统、汽轮机等方面多年的积淀,也使得中控太阳能公司具备解决这些难题的基本条件。因此,这可以说是一个非常自然的选择。”

  稳步推进厚积薄发

  塔式熔盐光热发电涉及光学、自动化、化工、电力等多个专业领域,系统复杂,技术门槛高。作为一项新型发电技术,当时国际上也缺乏可供借鉴的成功经验,且技术进步必须与实际工程应用相结合,需要在工程应用中不断验证、改进和完善。加之考虑到中国特殊的自然条件,适合发展光热发电的西北地区普遍存在高海拔、高寒、风沙大等问题,注定了中国发展光热发电只能走自主创新之路。

  作为一支有着多年自主创新与高技术成果产业化经验的团队,中控太阳能公司清楚地认识到未来挑战在哪里,并为此制定了重点突破、稳步推进的研发策略,设计了从小试到工业性规模化试验,从水工质到熔盐工质的研发与建设路径,直至完全打通塔式熔盐储能光热发电全流程技术。 首先,他们选择从最为擅长的“控制”入手,重点解决塔式熔盐光热发电中难度最大、最核心的智能定日镜、镜场设计和聚光控制问题。为此,他们于2011年率先在杭州建成了一座小规模试验装置,包括400多面定日镜、镜场控制系统、以及配套的水工质吸热器。在小试取得成功的基础上,中控太阳能公司于2012年初正式在青海德令哈启动了10兆瓦电站建设,稳妥起见,选择以水作为吸热与传热工质。2013年7月5日,该10兆瓦水工质塔式光热电站正式并网发电,成为中国第一座实现商业化运营的塔式光热电站。这标志着由中控太阳能公司自主研发大规模镜场高精度聚光技术、塔式光热发电能量系统设计与动态优化、塔式太阳能整体系统集成与运行维护、高海拔高寒环境下的环境适应性等关键技术得到了规模化应用的验证。

  在推进10兆瓦水工质电站建设的同时,中控太阳能公司于2012年正式启动了熔盐吸热与储换热技术的专项研发。还是从小试开始,先在杭州建成了小规模熔盐吸热与储换热试验平台,对吸热器抗热冲击与热疲劳设计技术、熔盐储罐设计技术、变负荷换热技术及熔盐系统工艺与运营策略等进行专项研发。在小试取得成功之后,于2014年正式启动了熔盐储能光热电站建设,而此时,德令哈10兆瓦水工质电站已经稳定运行了18个月。2016年8月,德令哈10兆瓦熔盐储能光热电站成功投运,各项指标完全达到设计值,并实现满负荷发电。

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