CSPPLAZA光热发电网讯：作为西餐正餐中最接近中国人饮食习惯的面点——意大利面在生产过程中主要需要小麦、水等原料以及能量。如何使美味意大利面的生产过程更加绿色？

目前，德国航空航天中心DLR正与包括全球最大面食生产商Barilla在内的十余家国际合作伙伴合作推进一项名为“用于灵活能源系统的高存储密度太阳能发电厂”的研发项目（简称HiFlex项目）。

研究人员正在尝试利用配置陶瓷颗粒储热系统的塔式光热电站尽可能为意大利面的生产和干燥过程提供可持续的可再生能量，以将面食生产过程中所产生的碳排放不断降低。

基于HiFlex项目，未来两年内研究团队将在Barilla位于意大利南部福贾的一个面食加工厂附近建造一个独特的能源供应系统。HiFlex项目的合作伙伴们旨在利用该设施证明他们可以全天候利用可再生资源发电和供热，并为面食加工厂的生产过程提供可靠和灵活的能源。

图：位于意大利福贾的Barilla意大利面加工厂

研发合作伙伴之一的意大利Motionic Technology公司的项目总经理Gabriele Bertoni表示：“建设该系统的目的一方面是为了证明技术可行性，另一方面将证明该技术的商业可行性。”

据悉，该系统将采用塔式聚光技术，将建设包含约500个定日镜的集热系统（集热面积约6000平方米）和20MWth的陶瓷储热系统（可24小时不间断输出800kWth的热量）。定日镜收集的太阳能将把位于塔顶吸热器中的直径只有1毫米的陶瓷粒子加热至高达1000℃，然后高温粒子可以储存在一个大型保温容器中。

图：HiFlex系统工作原理

当需要能量时高温陶瓷颗粒可以用于发电或者用于工业所需的高温蒸汽，这种高密度储热系统意味着该供能系统即使在夜间也可以提供能量。当高温陶瓷颗粒释放出能量并冷却下来后，将被转移至另一个保温容器并从那里被输送回塔顶的吸热器重新被加热，如此循环往复。

同时，HiFlex项目团队还设计了一种可以应对日照强度较低工况的解决方案。来自DLR太阳能研究所的Miriam Ebert对此表示，在日照不够充足的条件下，我们考虑利用风能或者沼气等可再生能源来加热这些陶瓷粒子。

Barilla公司副总裁Luca Ruini表示，HiFlex项目为我们提供了一次试验创新生产方法的机会，即利用太阳能这种可再生能源来生产意大利面。

Miriam Ebert介绍了HiFlex系统的几个优点：1、该系统高度灵活，能够在完全可持续的前提下，在不同温度下为各种工业过程提供电能和热能。2、利用陶瓷颗粒来储存多余的可再生能源可以提高电网的稳定性，并可随时根据需要释放能量来补偿供电波动。3、储热比储电更具成本效益，随着具有间歇性特点的可再生能源在整个能源供应体系中占比越来越高，这种可增加供能灵活性的技术对于未来的能源供应体系将至关重要。

据了解，为了建造和运营上述试验系统，DLR贡献了其在聚光太阳能系统、蒸汽发生器和材料领域等方面的专业知识。除了太阳能研究所，DLR的工程热力学研究所（负责蒸汽发生器部分）和材料研究所（负责粒子开发）也参与了该项目。来自德国的私营企业HelioHeat公司则负责生产HiFlex系统的关键组件——CentRec太阳能接收器（该接收器在DLR开发并获得专利）。

为什么要选择陶瓷颗粒来储热？Miriam Ebert解释道，与目前商业化光热电站普遍采用的熔盐介质相比，陶瓷颗粒可以承受更高的温度，成本也非常低廉且不会对环境构成威胁。更重要的是，与熔盐不同，陶瓷颗粒系统不会存在流体冻结的风险，因此不需要任何辅助加热措施。

据悉，HiFlex系统的核心组件太阳能接收器已经在位于德国科隆附近的Jülich塔式太阳能热发电试验平台成功进行了测试。一旦接收器明年顺利交付意大利，该试验项目就可以投入运行。

来自7个国家的十余家合作伙伴正共同致力于HiFlex项目，它们分别为：意大利Barilla（最终用户）、德国Duermeier（负责颗粒运输系统的设计和交付）、德国DLR（负责设计离心式颗粒接收器，电加热器和备用加热器系统、致力于设计由粒子CFD模拟支持的蒸汽发生器，该蒸汽发生器着眼于诸如粒子表征和粒子组成优化等材料问题）、德国HelioHeat（制造并交付离心式颗粒接收器，电加热器和备用颗粒加热器）、波兰Indygotech Minerals（负责陶瓷颗粒的生产和交付）、比利时John Cockerill（负责粒子蒸汽发生器的基础和详细设计）、意大利Motionic Technology/Next Chem（负责项目协调和监督）、瑞士Quantis（负责HiFlex项目的环境和综合可持续发展绩效评估）、西班牙Sugimat（负责制造蒸汽发生器和冷凝器）和土耳其Tekfen（主要负责定日镜和定日镜领域的优化，详细的工程设计和制造）。

作为欧盟地平线2020研究与创新框架计划的一部分，欧盟为该项目提供了1350万欧元的资金支持，DLR技术商业化部提供了额外的资金支持。