中國儲能網(wǎng)訊：2013年10月11日，北京海淀區(qū)釣魚臺大酒店，由國家發(fā)改委能源局組織的名為“槽式太陽能集熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及示范”的國家級能源科學技術(shù)成果鑒定會，正在緊張而熱烈的進行著。鑒定會專家組以徐建中院士為組長，包括周遠院士、金紅光院士、863計劃光熱發(fā)電首席專家王志峰研究員及國內(nèi)主要電力集團高級工程師共九人，陣容堪稱權(quán)威豪華。材料審查、技術(shù)成果介紹、現(xiàn)場測試匯報、專家質(zhì)疑與企業(yè)答辯，經(jīng)過反復的討論和嚴苛的評審，最終，鑒定組的全體專家們在結(jié)論書上鄭重落筆：該“槽式太陽能集熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及示范”科技成果總體上達到了國際先進水平，建議加快該技術(shù)成果的產(chǎn)業(yè)化及工程示范與應(yīng)用，推動光熱發(fā)電項目的建設(shè)。
2013年9月，在內(nèi)蒙古巴音淖爾市烏拉特中旗一片遼闊而荒蕪的草原上，兩條共長600米的標準槽式光熱發(fā)電集熱回路，在耀眼的陽光下熠熠閃動著魔幻般的藍光。笨拙的重達124噸的集熱系統(tǒng)裝置在四組液壓驅(qū)動的作用下，以誤差不超過2mard的精度敏銳和精確地追隨著太陽光線的變動，3500平方米面積的陽光被準確地聚焦在寬度125毫米、長度600米真空集熱管上。導熱油循環(huán)啟動，在真空集熱管中流過，溫度被加熱到393℃并最終送至冷卻裝置，空冷系統(tǒng)的風扇急切地吹動，熱浪在空氣里一浪一浪地向四周彌漫。兩位來自德國宇航中心(DLR)的專家在緊張有序地忙碌著，檢查、測試、計量、記錄、統(tǒng)計、分析。一周的時間后，德國宇航中心(DLR)給出了測試結(jié)論：該槽式集熱場在功率和效率測試中表現(xiàn)優(yōu)異，相當于在以合成導熱油為傳熱流體，在商業(yè)電站的典型運行工況下，光熱轉(zhuǎn)換效率達67.1%，此結(jié)果與Euro-Trough聚光集熱系統(tǒng)在西班牙PSA測試結(jié)果一致，該回路總的性能達到了世界上大規(guī)模CSP項目中使用類似聚光器設(shè)計的聚光集熱系統(tǒng)性能水平。
所有這些成果，來自于江蘇的一家民營控股公司——常州龍騰太陽能熱電設(shè)備公司(下稱龍騰公司)的成功轉(zhuǎn)型。五年前，從事紡織生產(chǎn)的龍騰公司以獨有的洞察力與商業(yè)邏輯，在面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時選擇聚光太陽能熱發(fā)電(英文簡稱“CSP”——Concentrating Solar Power)產(chǎn)業(yè)。
CSP產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景好。根據(jù)相關(guān)研究機構(gòu)預(yù)測，到2020年歐洲CSP裝機容量將達30GW，2030年為60GW，這分別占了歐盟27國電力容量的2.4%和4.3%。而國際能源署CSP路線圖預(yù)測更為樂觀，全球CSP市場裝機容量2020年增加到147GW，其中北美50GW，中東和北非23GW。到2030年，全球CSP裝機容量增加為337GW，到2050年增加到1089GW。
相較于傳統(tǒng)火力發(fā)電技術(shù)，太陽能光熱發(fā)電利用太陽能光熱代替化石燃料燃燒釋放的熱，減少空氣污染。同時，它還避免了類似光伏發(fā)電過程中多晶硅產(chǎn)生的二次污染，真正意義上做到了零排放、零污染。以2013年底建成投運的美國solana槽式太陽能電站為例，其裝機容量280MWe，年發(fā)電9.4億度，可滿足當?shù)丶s70000戶居民用電需求，相較于傳統(tǒng)燃氣電站，年減排475000噸二氧化碳。
彼時，在國際上CSP也剛剛興起，產(chǎn)業(yè)處于啟動期，技術(shù)進步空間大，競爭程度低，市場格局可塑性強。由于其技術(shù)難度高，生產(chǎn)工藝復雜，工程專業(yè)跨度大，資金門檻高，故而形成了國際寡頭市場格局。德國的SCHOTT公司、SIEMENS公司控制著核心部件的制造和供應(yīng)，西班牙ABENGOA公司壟斷著太陽能光熱發(fā)電工程市場。在國內(nèi)，CSP尚未引起企業(yè)或產(chǎn)業(yè)資本的重視，技術(shù)研發(fā)和商業(yè)應(yīng)用更是一片空白。
既然選定了方向，面對挑戰(zhàn)，龍騰公司義無反顧地踏上了新的征程。聚光太陽能熱發(fā)電(CSP)分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾式，其中槽式最為成熟，應(yīng)用最為廣泛。一開始，龍騰公司就把目光瞄準了槽式熱發(fā)電最核心部件——高溫真空集熱管研發(fā)上。
高溫集熱管的研發(fā)，首先涉及到“磁控濺射鍍膜技術(shù)、玻璃表面高溫增透膜技術(shù)、玻璃與可伐合金的過渡封接技術(shù)……”等多個世界級技術(shù)難題的突破。在全球上，只有極少數(shù)公司真正具有高溫集熱管的產(chǎn)業(yè)化制造能力。
龍騰公司轉(zhuǎn)型于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，從事高新技術(shù)創(chuàng)業(yè)，必須“揚長避短”。龍騰公司必須有自己獨特的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化策略，充分發(fā)揮團隊在產(chǎn)業(yè)化組織能力方面的優(yōu)勢和長處。在技術(shù)研發(fā)過程中，龍騰堅持科技為本，自主創(chuàng)新，實施技術(shù)引進、吸收、領(lǐng)先策略。
太陽能熱發(fā)電的核心部件技術(shù)能夠掌握這些技術(shù)全球僅有德國SCHOTT和SIEMENS公司。龍騰公司成立伊始，無人才、無技術(shù)，同時還受到國外技術(shù)封鎖。公司在組建人才團隊時，以穩(wěn)定現(xiàn)有人才、用好關(guān)鍵人才、引進急需人才、廣招專業(yè)人才、培養(yǎng)儲備人才、打造頂尖人才為原則，深化國內(nèi)外資深院校、研究機構(gòu)的合作。同中科院寧波材料研究所進建太陽能先進鍍膜研發(fā)中心，同常州大學、常州工業(yè)大學共建產(chǎn)學研基地。實施“走出去、引進來”戰(zhàn)略。在技術(shù)研發(fā)方向與路線上，龍騰公司不是閉門造車，而是走出去，以放眼全球的視野，從一開始就瞄準國際最先進技術(shù)，確立了以國際產(chǎn)業(yè)巨頭為標桿的高起點的研發(fā)策略。以歐債危機造成的歐洲經(jīng)濟衰退為契機，引進外智，與歐洲頂級的科研院所建立合作關(guān)系，聘請國際權(quán)威技術(shù)專家。目前龍騰公司擁有的專利實現(xiàn)了槽式聚光太陽能熱發(fā)電核心部件制造技術(shù)全覆蓋，打破了國外的封鎖和壟斷。
技術(shù)突破后，新的挑戰(zhàn)隨之而生。如何通過生產(chǎn)裝備將技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為工業(yè)化、商業(yè)化的產(chǎn)品？引進國外成熟裝備，但全球僅德國Von Ardenne、FHR公司具備制造能力，并且價格高、供貨周期長、維護難，更為嚴重的是會造成公司核心技術(shù)與生產(chǎn)工藝的擴散。
企業(yè)投入巨資搞研發(fā)，“開弓沒有回頭箭”，認準的路必須持之以恒堅持下來。面對艱難的產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)，龍騰公司的決策層及時調(diào)整了推進戰(zhàn)略：通過與國際研究機構(gòu)聯(lián)合設(shè)計，以江蘇地區(qū)發(fā)達的裝備制造能力為配套，再從國外采購核心部件，依靠龍騰公司自己的研發(fā)人員和能工巧匠，以大膽放大、科學推測、試錯摸索的方式，自行裝配制造工業(yè)化級的集熱管生產(chǎn)線。
經(jīng)過一年多的努力，龍騰公司建設(shè)的國內(nèi)唯一的、綜合性能國際先進水平的磁控濺射鍍膜連續(xù)生產(chǎn)線順利投產(chǎn)，標志著龍騰公司擺脫了核心裝備受制于人局面，使公司具備了根據(jù)市場需求迅速放大產(chǎn)能的能力。
瞄準國際技術(shù)水平，到國際市場去弄潮，一直是龍騰公司研發(fā)及市場策略。龍騰公司進行了一系統(tǒng)的產(chǎn)品國際檢測。2013年3月，龍騰公司生產(chǎn)的真空集熱管的太陽吸收率和熱發(fā)散率由德國Fraunhofer太陽能應(yīng)用研究所進行了測試認證，結(jié)果顯示綜合性能達到了國際先進水平。同年9月，由德國宇航中心(DLR)聚光式太陽能發(fā)電技術(shù)測試資格中心(QUARZ)進行了模擬太陽光條件下的拋物面槽式集熱管熱損失功率及光學效率的測量，結(jié)果顯示性能全面超越對比標準管，達到了國際先進水平。取得了國際權(quán)威檢測標志著龍騰公司取得了到國際市場競技的入場券。
要想實現(xiàn)推動中國CSP產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展，僅僅擁有核心部件的制造能力是不夠的，CSP電站的系統(tǒng)集成能力起著舉足輕重的作用，也是制約中國CSP產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心因素。集熱系統(tǒng)是槽式CSP電站最為核心的組件，其建設(shè)成本約占整個熱發(fā)電站的建設(shè)成本的50%，是熱電站能量的來源和熱效率的基礎(chǔ)，它的光熱轉(zhuǎn)換效率并終決定了整個電站的發(fā)電效率。
成立伊始，龍騰公司就把自己定位于具備核心部件制造能力的槽式CSP電站集熱系統(tǒng)供應(yīng)商。因此，龍騰公司在研發(fā)集熱管制造技術(shù)與集成設(shè)備的同時，槽式CSP集熱系統(tǒng)的集成技術(shù)的研究與開發(fā)也同步進行著。通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計，結(jié)合中國西部地區(qū)特殊自然環(huán)境，龍騰公司開發(fā)出適合在我國中西部地區(qū)使用的Royal Trough 150系列支架產(chǎn)品。在支架的驅(qū)動方式上，龍騰公司采取自主設(shè)計的是雙缸液壓系統(tǒng)驅(qū)動，該系統(tǒng)擁有比電機驅(qū)動更大的扭矩，因而可以驅(qū)動更大面積的陣列和具備更強的抗風運行能力；液壓系統(tǒng)長期運行不會產(chǎn)生機械磨損，運行精確度不會因為使用期限而變化；可以采用液壓蓄能器避免系統(tǒng)的頻繁啟停從而延長使用壽命；采用的工程液壓缸久經(jīng)考驗,技術(shù)成熟可靠，維護簡單。槽式聚光集熱系統(tǒng)采用一維單軸跟蹤，系統(tǒng)內(nèi)部程序逐時計算所需角度，通過聚光系統(tǒng)上安裝傳感器進行修正，達到了對日跟蹤精度<2mrad的使用要求。龍騰公司自主研發(fā)集熱系統(tǒng)安裝工藝，實現(xiàn)了在數(shù)十平方米的集熱面積上達到了三維空間<1mm的精度，保證了單元間耦合以及與中央驅(qū)動系統(tǒng)的同步，消除了兩端扭轉(zhuǎn)遲滯對于系統(tǒng)效能的影響。
2012年5月，龍騰公司開始按照國際商業(yè)化電站要的要求與標準，使用公司自主研發(fā)的高溫真空集熱管和集熱場集成技術(shù)在內(nèi)蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗投資建設(shè)一條600米的標準槽式光熱發(fā)電集熱場回路示范工程，并運行于293oC-393oC的商業(yè)化槽式光熱電站典型工況。經(jīng)過近一年多時間，該槽式集熱陣列回路自建成至今狀況良好。
現(xiàn)今，龍騰公司已具備了槽式CSP電站核心部件生產(chǎn)、核心裝備制造、核心集成系統(tǒng)的供應(yīng)能力，放眼全球，龍騰公司已形成的獨樹一幟競爭能力。由于中國制造和工程人工成本優(yōu)勢，龍騰公司進入市場，將大幅度打開槽式CSP電站成本的下降空間，并將會深刻改變國際光熱發(fā)電市場的競爭格局。同時由于成本下降，光熱發(fā)電較光伏發(fā)電相比不再具有成本劣勢，由此將不但對推動中國，而且對推動全球光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的更快的發(fā)展和更廣泛應(yīng)用，將起到積極的促進作用。
龍騰公司5年來在1.3億元的研發(fā)經(jīng)費的支撐下，在攻堅克難的努力下，在整個團隊始終如一的堅持下，打破了國外對光熱發(fā)電技術(shù)的封鎖，打破了國外在核心生產(chǎn)裝備的壟斷，開發(fā)了光熱發(fā)電和分布式工業(yè)供熱的二大系列產(chǎn)品，將對推動我國的治理環(huán)境污染、改善霧霾天氣的歷史進程做出巨大的貢獻。
原標題：龍騰光熱：技術(shù)創(chuàng)新推動中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展
