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作者：段躍初 黃艷紅

在全球能源轉型的浪潮中，可再生能源的開發與利用成為時代焦點。2024 年 7 月 16 日，三峽集團傳來振奮消息：全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站主體工程已進入調試階段，工程團隊全力以赴，力爭今年底實現投產發電，此為能源領域重大突破，為未來能源發展開辟新道路。

光熱儲能技術作為新興可再生能源利用方式，近年逐漸走入視野。與傳統光伏發電不同，光熱發電通過大量定日鏡將太陽光聚集到吸熱塔，加熱熔鹽等傳熱介質，產生蒸汽驅動汽輪機發電，還能將多余熱量儲存，需時釋放，實現持續穩定電力輸出。該技術儲熱時間長、響應速度快、輸出功率穩定，對解決可再生能源間歇性和不穩定性問題、提高電網接納能力意義重大。

三峽集團建設的全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站，在技術創新和應用模式上實現重大突破。電站設置兩個相鄰吸熱塔，共用一臺汽輪發電機，塔下安裝近 3 萬塊定日鏡，采光面積達 80 萬平方米。三峽集團瓜州光熱儲能項目經理溫江虹介紹，電站利用跟蹤太陽轉動的鏡子，將太陽光聚集到吸熱塔中加熱熔鹽，帶動汽輪機發電。這種獨特設計在同等邊界條件下，可提升約 24%的光學效率，大幅提高太陽能利用效率和電站發電能力。

此外，電站配備 6 小時熔鹽儲熱系統，如巨大“充電寶”，陽光充足時儲存多余熱量，夜晚或陰天太陽能不足時釋放，確保電站持續穩定輸出電力。此調峰性能使光熱儲能電站更好與電網協同，為電網提供穩定電力支持，對提高電網安全性和可靠性意義重大。

從能源發展宏觀角度看，全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站建設意義深遠。首先，為可再生能源大規模應用提供新技術路徑和解決方案。隨著全球對清潔能源需求增長，光熱儲能技術有望成未來能源結構重要組成部分，與風電、光伏等可再生能源互補，共同推動能源轉型。其次，電站建設有助于提高我國在光熱儲能領域技術水平和產業競爭力。在全球能源技術競爭激烈背景下，掌握先進光熱儲能技術對我國在能源領域的話語權和影響力至關重要。最后，光熱儲能電站發展對減少碳排放、應對氣候變化有積極作用。利用太陽能等清潔能源替代傳統化石能源，有效減少溫室氣體排放，為實現全球氣候目標作貢獻。

然而，光熱儲能技術發展面臨挑戰。一方面，光熱儲能電站建設成本高，需降低成本、提高技術經濟性，方能大規模推廣應用。另一方面，光熱儲能技術在材料、設備、工藝等存技術瓶頸，需加大研發投入，加強產學研合作，突破關鍵技術難題。此外，光熱儲能電站發展需政策支持引導，制定合理政策措施，鼓勵企業加大投資，推動產業健康發展。

盡管挑戰諸多，但全球首個“雙塔一機”光熱儲能電站建設為光熱儲能技術發展注入強大動力。相信不久將來，隨著技術進步和成本降低，光熱儲能技術將在全球廣泛應用，為人類社會可持續發展提供堅實能源保障。期待今年底該電站順利投產發電，也期待光熱儲能技術未來創造更多奇跡，為生活帶來更多綠色和光明。

光熱儲能技術優點如下：

1. 儲能能力：具備大容量、長時間儲能特性，熔鹽儲熱系統可儲存多余熱量，實現數小時甚至更長時間能量存儲，無陽光時也能持續穩定發電，輸出功率穩定，助于電網平穩運行和電力穩定供應。

2. 調峰性能：響應速度快，能根據電網需求快速調整發電功率，調峰能力佳，對電網調峰調頻意義重大，更好適應電力需求變化。

3. 可調度性：相較太陽能光伏發電等依賴天氣和時段的能源形式，光熱儲能電站發電過程更易控制和調度，可根據用電需求靈活安排發電計劃。

4. 兼容性：可與傳統熱力發電系統兼容，利用現有熱力發電基礎設施和技術，降低技術轉化和應用難度。

5. 環?？沙掷m：以太陽能為能源來源，運行中不產生溫室氣體排放和其他污染物，環境友好，為可持續清潔能源技術。

光熱儲能技術缺點如下：

1. 成本較高：光熱儲能電站建設需大量定日鏡、吸熱塔、儲熱系統等設備，初期投資成本高，涵蓋設備采購、安裝、土地使用等費用。

2. 能量轉化效率：太陽能轉化為電能過程中，整體能量轉化效率較低，部分太陽能在傳輸、轉化中損失。

3. 依賴天氣條件：雖有儲能系統緩解，但長時間陰雨或沙塵等惡劣天氣下，太陽能收集利用受影響，發電效率降低。

4. 占地面積大：因需安裝大量定日鏡收集太陽能，光熱儲能電站通常需大面積土地，在土地資源緊張地區受限。

降低光熱儲能技術成本的方法有：

1. 技術創新與研發：

- 材料創新：開發性能優、成本低的定日鏡材料、吸熱材料、儲熱材料。如尋找高效且價格低廉反射材料制造定日鏡，研發新型低成本高溫熔鹽配方用于儲熱系統。

- 工藝改進：優化光熱電站設計和施工工藝，提高設備制造和安裝效率，降低建設成本。如改進定日鏡生產工藝，提效降本。

2. 規模經濟：

- 大規模建設：通過大規模建設光熱儲能電站，實現設備批量生產和采購，降低單位成本。隨項目數量和規模增加，產業鏈各環節成本因規模效應降低。

3. 提高系統效率：

- 光學效率提升：優化定日鏡布置和跟蹤系統，提高太陽能聚集和轉化效率，減少能量損失，降低單位發電成本。

- 熱傳遞效率改進：改進吸熱、傳熱和儲熱過程熱傳遞效率，減少熱量損失，提高系統整體效率。

4. 產業協同與供應鏈優化：

- 產業協同：加強光熱儲能產業鏈上下游企業合作協同，促進技術共享和資源整合，降低交易成本。

- 供應鏈管理：優化供應鏈，降低原材料采購和運輸成本，確保設備和材料及時供應且質量穩定。

5. 政策支持與補貼：

- 政府出臺政策支持，如稅收優惠、貸款優惠、投資補貼等，降低項目融資和建設運營成本，促進光熱儲能技術發展應用。

6. 運營與維護優化：

- 智能化運維：利用物聯網、大數據和人工智能技術，實現光熱電站智能化運營維護，提高運維效率，降低運維成本。

- 預防性維護：建立科學設備維護計劃，通過預防性維護減少設備故障和停機時間，降低維修成本。

光熱儲能技術缺點對應用產生的影響如下：

1. 成本較高的影響：

- 投資吸引力受限：高昂初始投資成本使投資者決策謹慎，對光熱儲能項目投資熱情降低，項目資金籌集難度加大。

- 市場推廣困難：高成本反映在電力成本上，光熱儲能發電電價較高。在與傳統能源及其他可再生能源（如成本較低的光伏發電）市場競爭中處劣勢，限制其在能源市場大規模推廣應用。

- 發展速度減緩：成本制約使光熱儲能項目建設速度和規模擴張受限，減緩產業化和商業化進程，影響其在能源領域快速普及和占比提升。

2. 能量轉化效率低的影響：

- 能源利用效率低：轉化效率低需更大集熱場和更多設備投入獲取相同電能輸出，造成資源浪費和土地等空間更多占用。

- 成本效益不佳：相同太陽能投入產出電能少，使光熱儲能項目成本效益比降低，經濟可行性受質疑，影響項目投資回報率和商業吸引力。

- 對場地和資源需求增加：為獲足夠電能，需更多土地布置集熱裝置，及更多原材料和能源制造運行設備，增加土地、材料和能源等資源需求和壓力。

3. 依賴天氣條件的影響：

- 供電穩定性問題：陰雨、沙塵天氣下，太陽能收集不足，發電功率大幅下降甚至無法發電，難持續穩定為電網供電，影響電網穩定性和可靠性。

- 與電網兼容性挑戰：不穩定供電輸出使光熱儲能電站與電網協同配合難度增大，給電網調度和管理帶來挑戰，需其他備用電源彌補供電不足時段。

- 應用地域受限：天氣條件限制使光熱儲能技術在陽光資源豐富、氣候穩定地區應用更可行，在多陰雨、多云霧地區應用受限，限制其全球廣泛應用。

4. 占地面積大的影響：

- 土地資源競爭：大面積土地需求與農業、城市建設、生態保護等其他土地用途競爭，土地資源稀缺地區難尋合適建設場地。

- 項目選址困難：因占地面積大，選址需考慮土地成本、可用性、與電網接入距離等因素，增加項目選址復雜性和難度，或致項目建設周期延長和成本增加。

- 生態環境影響：大面積光熱儲能電站建設或對當地生態環境產生影響，如破壞植被、影響野生動物棲息地等，引發環境問題和社會爭議。