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浙江大学肖刚教授就《关于促进光热发电规模化发展的若干意见》,谈新一代光热技术核心路径

12月23日,国家发展改革委、国家能源局联合印发《关于促进光热发电规模化发展的若干意见》(发改能源〔2025〕1645 号,以下简称《若干意见》)。文件明确了未来五年光热发电的总体目标、规划布局、市场培育、技术创新及政策保障等核心内容,为行业跨越式发展锚定方向。12月24日,在国家太阳能光热产业技术创新战略联盟(简称:联盟)与中国可再生能源学会太阳能热发电专委会(简称:专委会)联合组织召开的《若干意见》学习讨论会上,联盟副理事长、专委会委员、浙江大学肖刚教授围绕技术创新路径发表观点。他指出,“低成本且高温高效“的”集热储热”与“热功转换”是新一代光热技术是推动度电成本达到煤电水平的重要途径,实现这一目标的取决于两方面的技术突破和全产业链的协同创新。

1. 新一代的吸热器: 扛得住高温、容得了偏差、耐得住波动

高温是新一代光热发电技术的典型特征,集热储热温度需从当前常见的565℃提升到750℃~800℃甚至更高(考虑换热温差),吸热工质将从熔盐转变为固体颗粒,特别是采用热化学颗粒时储热密度可较熔盐提高2倍以上,大幅减小装置体积,进而提高效率,降低系统成本。热化学颗粒会在高温下发生还原反应并大量吸热,且可根据聚光强度变化自发调整反应速率,稳定吸热温度区间,容忍聚光分布不均和温度波动。因此,聚光强度可以提高到常规的2倍以上,从而减小散热面积,降低对定日镜场聚光的精度要求,进而大幅降低系统成本。

2. 新一代的热力循环:超(超)临界蒸汽朗肯循环或sCO₂布雷顿循环

提高效率是高温集热储热的核心目标。采用成熟的超(超)超临蒸汽朗肯循环或新进发展的sCO₂布雷顿循环,都可以大幅提升光热发电系统效率。华能集团西安热工院已经建成5MW的sCO₂布雷顿循环示范机组;中核集团在贵州六盘水的15MW级sCO₂布雷顿循环商业示范机组近期正式投运;华能集团西安热工院50MW级sCO₂布雷顿循环热电联产机组启动建设。可预见,sCO₂布雷顿循环技术将在“十五五”期间取得重大突破,其循环效率较亚临界蒸汽朗肯循环可提高5~10个百分点,为全系统效率提升提供关键支撑。

3. 全产业链的协同创新:应用基础研究、新型装备开发、技术集成创新协同

创新是新一代光热发电技术发展的必然要求。2024年中国科学院电工研究所牵头组织30多家单位承担了国家重点研发计划项目,成功实现了太阳能塔式高温集热储热并耦合200kW级sCO₂布雷顿循系统,全球率先打通了新一代光热发电系统的全流程运行,是光热领域里程碑式的重要事件。浙江大学开发的高温热化学储热技术也在MWth级太阳能聚光集热塔上实现了示范运行。这些都是产学研协同创新的重要成果。

肖刚教授强调,新一代光热发电全流程技术的贯通,离不开产业链各单位的深度协同。他建议,在政策引导下,国家、省区政府及企业层面应形成合力,抱团组建创新联合体,扎实推进各项技术攻关与工程实践, 全面打通新一代光热发电的聚光-吸热-储热-换热-热功转换产学研用全链条的各个环节,将光热发电成本降低到与煤电相当的水平,这将为《若干意见》提出的2030年光热发电产业发展目标提供核心技术支撑,助力我国新型电力系统构建与能源结构转型。