中广核加快布局光热产业 助力中国能源转型
发布者:Catherine | 来源:国资报告 | 0评论 | 773查看 | 2024-06-13 10:12:13    

16项光热科技创新成果、4项运维技术包集中展示,多项达到国际领先水平,这是4月18日于青海省德令哈市举办的光热产业创新发展论坛上,中广核向外界展示的创新成绩单。


随着国家积极稳妥推进碳达峰碳中和,加快规划建设新型能源体系,打造具备灵活调节能力的新能源发电系统,已成为大型发电集团的必然发展路径。光热发电以其独特的技术优势,兼具调峰电源和储能的双重功能,成为新能源安全可靠替代传统能源的有效手段,可为新型能源体系的建设提供有效支撑。


为丰富新能源产业布局,发掘新的增长点,中广核于2011年进入光热发电领域。十余年间,中广核不断加强与业内各方合作,共同推动光热技术的研发和应用,在光热电站的设计、建设、运维、科技研发、商务采购、团队建设等方面形成了业内领先的技术、资源与平台优势,为实现中国能源转型和可持续发展贡献了积极力量。


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自主创新多年磨一剑


与常见的光伏发电相比,光热发电并不为人们所熟知。光伏发电是利用太阳能电池将太阳能直接转化为电能,光热发电则是将太阳能转化为热能,再通过热功转换进行发电。


光热发电的优势在于兼具调峰电源和储能的双重功能。光热发电机组配置了储热功能,可利用加热熔盐的方式存储一部分热量,并保存在特制的保温储罐中,需要时再进行使用,可以实现光热机组连续稳定提供电力输出。


在当前可再生能源大幅增长的背景下,光热发电是解决电力系统灵活性和调节能力不足的重要手段。国家能源局2023年发布的《关于推动光热发电规模化发展有关事项的通知》提出,结合沙漠、戈壁、荒漠地区新能源基地建设,尽快落地一批光热发电项目。力争“十四五”期间,全国光热发电每年新增开工规模达到300万千瓦左右。


不过,长期以来,我国光热发电在规模化发展中面临一系列的问题和挑战,包括价格机制尚未健全,产业发展和技术升级较慢,成本下降不及预期,标准化水平有待提升,产业链发展仍需完善,等等。


2011年进入光热发电领域以来,中广核聚焦光热行业发展的痛点和难点,集聚科研力量,实现了多项技术突破,在关键技术、工艺、方法、设备等方面开展了一系列的研究应用和实证,在光热发电领域取得科技成果鉴定16项,其中7项国际领先,5项国际先进,4项国内领先。


近日,《国资报告》记者赴青海省德令哈市,实地参观考察了中广核德令哈50兆瓦光热示范项目和诸多创新成果。


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中广核德令哈50兆瓦光热示范项目


“槽式光热发电集热器球形接头具有自主知识产权,其维护性能等技术指标达到国际领先水平,已具备在槽式太阳能光热电站批量化应用条件,打破了国外技术垄断,造价仅为国外同类产品的50%。”中广核德令哈50兆瓦光热示范项目总经理刘一丁向记者介绍说,以50兆瓦槽式光热电站为例,安装4000台国产化球形接头,可节省成本1000万元。


在中广核德令哈50兆瓦光热示范项目现场记者看到,一排排槽式集热器整齐排列,源源不断地把戈壁滩上的太阳能转化为热能。记者在现场了解到,中广核自主创新的槽式集热场智慧巡检一体化平台,包括槽式集热器缺陷光学检测及评估系统和槽式光热电站智能监控系统,也达到了国际领先水平。


现场技术人员告诉《国资报告》记者,该平台可对集热管、反射镜、轴销、旋转接头、热力管道等在内的故障进行自动巡检和分析,检测效率较人工巡检提高了5倍,检测精度和安全性也大幅提高。槽式光热电站监控系统则将红外热成像测温设备与可见光摄像系统有机结合,可对集热场关键设备进行全天候在线精准监测和故障诊断,解决了传统监测技术滞后性和盲区问题,相关技术具有完全自主的知识产权,填补了国内空白。


走进中广核德令哈50兆瓦光热示范项目现场,记者看到一辆造型独特的工具车。车头前方有多个金属传动臂,传动臂的末端是用于清洁的毛刷。这就是中广核自主研发的大型光热电站特殊环境智能清洗装备,该装备创新使用了蒸汽清洗的方式,解决了集热场反射镜冬季低温环境无法清洗的难题,打破了国外技术封锁,在集热器低温清洗技术方面达到国际领先水平,量产后较进口装备降低成本约100万元/台。


此外,中国广核自主研发的导热油关键测试技术成果,包括泄漏监测装置、混油试验方法、导热油检测技术等三部分,均达到国际领先水平。高寒地区光热储能系统关键技术研究及应用等5项成果达到国际先进水平,槽式光热电站集热效率提升技术研究等4项成果国内领先。


记者从中广核了解到,以上创新成果均完成了实证应用,大幅提高了光热电站的运行效率,有利于行业技术水平的提升,对于促进国内光热技术创新及配套产业发展起到了良好的示范和引领作用。


通过上述运维技术的有效应用,中广核德令哈50兆瓦光热示范项目发电机组于2021年9月至2022年5月连续运行230天,创造了光热电站连续运行的世界纪录,体现了连续稳定的发电能力。


在中广核德令哈50兆瓦光热示范项目现场,记者还看到了一个比一般槽式集热器尺寸更大的装置,这就是中广核自主研发的大开口熔盐介质槽式集热器。该集热器开口为8.6米,设计集热温度为550摄氏度,是目前国内最大的熔盐介质槽式集热器,突破了槽式集热器需国外授权使用的技术瓶颈,解决了传统集热器支架用钢量大、成本高昂的问题,后续将通过新型号的研发,牵引国内产业链快速发展。


目前,该集热器原型机已于2024年1月完成试制,4月15日在刚刚建成的槽式集热器太阳法向辐射跟踪平台完成组装,目前正在开展联合测试。


“槽式集热器太阳法向辐射跟踪平台是目前全球仅有的可按国际标准来测试、采光口宽度超5.7米的槽式集热器稳态热性能测试台,可测集热器的长度也是目前国际现有测试台的2倍。”中国科学院电工研究所研究员王志峰表示,该测试平台为优化槽式集热器光热转换性能,降低槽式热发电成本的研究提供了重要手段,具有重要意义。


目前,中广核正在依托德令哈项目建设青海综合性原创光热基地,以适应光热储项目大规模、高参数、低成本、多场景应用及支撑电网稳定性发展。青海光热基地已建成投运CNAS认证的油化实验室,并且取得了相关资质和授权,后续可自行开展相关技术监督检验服务,有效降低电站运营成本。同时,中广核在华北区域规划了华北综合性原创光热基地,打造光热设计验证中心、光热装备论证中心和先进技术试验中心。


“中广核将加强与设计院合作,通过设计牵引产业链,建设未来产业技术创新中心,成立多个研发实验场所,联合上下游产业链合作伙伴,共同开展强链工程,共享新成果,激发产业发展原动力。”中国广核新能源控股有限公司党委书记、董事长张志武说。


国务院国资委研究中心主任衣学东表示,中广核新能源在光热发电领域已经具备较为明显的技术优势,在光热电站建设、运维与科技研发等方面具有先发优势与平台优势,中广核德令哈50兆瓦光热示范项目的示范效应和项目牵引能力也逐步显现,为后续推动光热产业创新发展提供了生动的央企实践样板。


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发挥行业引领作用


在论坛现场,中广核与产业链合作伙伴共同发布了《太阳能热发电产业创新发展德令哈宣言》,大家共同表示,将联合开展核心技术攻关,降低光热发电成本,推动产业创新和科技创新深度融合,为光热产业高质量发展注入新动能。


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光热产业创新发展论坛现场


据了解,中广核通过在光热领域开展创新实践,发挥引领性、示范性作用,已累计带动产业链上下游约600家企业共同实现高质量发展。


与此同时,中广核还积极发挥央企使命担当,大力推进行业标准建设。


“中广核新能源是国内最早深度介入光热领域的电力央企,历经十余年的技术探索与产业布局,形成了较完整的运维技术和标准体系。”中国广核新能源控股有限公司党委委员、副总经理丁业良介绍说,中广核主编参编光热各级标准29项,其中主导制定光热国际标准1项,对支撑我国槽式光热发电技术发展具有重要意义。


中广核光热研究院副院长尹航表示,IEC国际标准《槽式太阳能光热发电站集热系统性能试验规程》于2020年10月完成立项,该标准基于中广核相关项目的创新实践,凝练了集热系统调试、测试和运行的宝贵经验,力争解决槽式光热电站集热场效率检测技术难题,是我国自主槽式光热发电技术获得国际认可的重要标志。国家标准《太阳能光热发电站直接与间接式主动显热储热系统特性》于2022年12月完成立项,中广核在其中亦发挥了重要作用,该标准将为国内光热发电储热系统测试验证、技术验收提供统一方法,有助于完善国内光热发电、熔盐储热系统性能测试评估方法。


同时,中广核牵头并联合首批光热示范项目业主单位共同编写了多项光热发电技术监督标准,其中4项已完成立项。该系列技术监督标准将填补国内行业空白,有效提升光热产业运行核心能力。


此外,中广核深度参与完成生态环境部首批CCER自愿减排光热项目方法学的编制与论证,从实施、审定和减排量核算、核查等方面开展顶层设计,并将光热纳入首批四个温室气体自愿减排项目,改善了项目收益,促进了光热技术应用和光热产业的规模化发展。以5万千瓦光热发电项目为例,每年可增加收益300万元~500万元。


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为国家能源转型贡献新的力量


中广核德令哈50兆瓦光热示范项目是国家首批20个光热示范项目中第一个开工建设、第一个并网发电的大型商业化光热电站。中广核德令哈50兆瓦光热示范项目党支部书记杨涛介绍说,历经多年发展,该项目完成了太阳能热发电从科技创新示范到工程实证应用再到产业化推广的过程,自2018年投产以来,累计发电4.3亿千瓦时,等效减少标煤消耗12.93万吨,减少二氧化碳排放33.2万吨,相当于植树造林15000亩,经济效益与环保效益显著。


在光热产业布局方面,中广核坚持“光热+”差异化发展策略,充分发挥国家能源太阳能热发电技术研发中心的平台优势和中广核德令哈50兆瓦光热示范项目的先发优势,积极打造“光热+”一体化项目,即以光热(储能)为核心,因地制宜开发槽式、塔式和菲涅尔式光热项目。据了解,中广核正在青海、吉林、西藏等地推动一批“光热+”一体化项目建设,并在甘肃、新疆等地区开发布局新的光热项目。


数据显示,截至2023年底,中广核已取得“光热+”容量指标351.5万千瓦。规划到2030年“光热+”项目装机达到4000万千瓦,投资金额超过2100亿元,协同产业链企业带动社会投资1500亿元,创造就业岗位1万余个。


在加快构建中国式现代化进程中,光热产业的崛起,不仅关乎能源产业结构的深度变革,更关乎新质生产力的孕育与释放。


中国广核集团有限公司党委常委、副总经理李亦伦表示,中广核将继续秉承“创新、协调、绿色、开放、共享”的发展理念,加强与业内各方的合作,共同推动光热技术的研发和应用,为实现国家能源转型和可持续发展贡献力量。

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