从单一走向多元，似乎是事物发展的必经过程，光热发电行业亦是如此，经过三十余年的发展演变，其技术路线呈多样化发展。法国CNIM集团旗下公司SUNCNIM日前开工建设了一个9MW的水工质菲涅尔项目，配4小时储能，不同的是，其并未选用最为常见的熔盐工质作储热介质，而是选择了水蒸气储热。
9MW商业化项目已开工
SUNCNIM太阳能公司是由CNIM集团与法国国家投资银行(Bpifrance)于2015年合资成立的“工业项目公司”，其宣布建设的上述9MW项目在今年10月份获得6000万欧元的融资后即开工建设。
在熔盐工质大行其道的今天，SUNCNIM为何依然坚持选用水工质，甚至将其作为储热工质。SUNCNIM总经理Sylvain LEGRAND在接受CSPPLAZA记者采访时表示，“事实上，截至目前，世界上还没有一座商业化规模的菲涅尔熔盐直接传储热光热发电站建成，所以这一解决方案并未经过实际验证。我们认为，在现阶段，就菲涅尔光热发电技术路线而言，熔盐更适合用作储热介质，由于系统的管路繁复，将熔盐作为传热介质还需要解决凝固堵塞等问题。”
“当然，我们承认熔盐的传热性能比水更佳，而且能够达到更高的工作温度，从这个角度出发，其或许会成为光热发电行业的未来也未可知。但对比熔盐直接传储热技术，我们的技术优势主要体现在成本低、灵活度高及风险小。由于系统的设计理念更为简单，建设和后期运维成本都大大降低”。SUNCNIM工程总监Christophe LEHAUT进一步补充说。
另一个原因是，“我们选择水工质，还在于CNIM集团曾是蒸汽锅炉的设计者和供应商，换言之，光热发电市场不是我们涉足的唯一领域，我们还面向工矿、炼油等企业直接供应蒸汽。”Christophe LEHAUT对CSPPLAZA记者说道。
“坦白说，如何高效经济地生产并供应蒸汽，才是我们的出发点。这也是我们开发太阳能-燃气联合循环电站(ISCC)的主要原因之一。”SUNCNIM市场及业务部总监Paulo MORGADO说。
图：SUNCNIM在法国比利牛斯山LIo地区正在建设的9MW项目
目前，这个9MW的商业化水工质菲涅尔光热发电项目位于法国比利牛斯山LIo地区，由欧洲银行出资75%，私人募股资金占25%，CNIM集团是股东之一。早在多年前，CNIM与政府签署了针对这个项目的电力购买协议，承诺为公共电网提供长达20年的电力。
Sylvain LEGRAND介绍说，为了支持太阳能光热发电技术的发展，法国政府给予了他们很大的支持，因此这个项目的电价达300欧元/MWh，大约是中国的示范项目上网电价的2倍。在过去四年的时间里，他们陆续取得了当地政府的建设许可证，完成了项目的设计及融资工作，预计该项目在2017年年底实现投运。
而在此之前，SUNCNIM曾在为期不到一年的时间里建设了一个装机规模达1MW的菲涅尔示范项目。“我们从2009年开始着手进行此项目的设计工作，于2010年收到CNIM集团的正式决定开始项目建设。由于集团原本具备机械及热力工程方面的技术人员，因此我们能很快建成这个项目，”Christophe说。
菲涅尔技术的另外两个流派
虽然当前全球已建成的菲涅尔商业化电站均为水工质电站，但其并未配备储热系统，如果要配置储热系统，采用水蒸气储热是最好的选择吗?事实上，SUNCNIM目前也正在研究熔盐传储热技术，该公司认为当光热发电达到一定的规模后，熔盐应该是更合适的传储热介质。但比起推销先进的理念，他们更愿意坚持更成熟安全的技术方案。这也是SUNCNIM为何现阶段尚未采用熔盐储热的一大原因。
而这也从侧面印证了水蒸气储热并非一个好的选择。现阶段，更多菲涅尔的拥趸们在尝试采用熔盐直接菲涅尔熔盐直接传储热(DMS)技术开发项目，另外也有以北京兆阳光热技术有限公司(以下简称“兆阳光热”)为代表的公司另辟蹊径，采用水工质传热，固态混凝土储热。在储能越来越成为必须的当下，这成为了储能型菲涅尔技术的另外两个流派。
在海外，德国Frenell公司是DMS这一技术流派的绝对支持者，其宣称这一技术可实现长达15小时的储热时长，进而帮助光热电站有效降低在进行基荷发电时的发电成本，使每千瓦时的成本降低至5~7美分。
而Frenell的前身Novatec太阳能公司曾和熔盐厂商BASF合作建设了一个装机1.4MWe的熔盐菲涅尔光热发电示范系统。该系统的实际运行表现似乎也成为了Frenell力推熔盐菲涅尔技术的信心所在。
Frenell项目工程师AntonHoffmann介绍说，“我们选用熔盐作为传热介质，系统的整体工作温度会提升至550摄氏度左右，这样一来，就能搭配运用先进的再热朗肯循环蒸汽涡轮机，使电站的发电效率得到显著提升。”
而在我国首批示范项目中，兰州大成科技股份有限公司(以下简称“兰州大成”)在敦煌的50MW熔盐菲涅尔光热发电示范项目也采用了DMS技术，储热时长13小时。
兰州大成市场经理范玉磊表示，“线性菲涅尔技术与塔式技术的发展思路相同，其电站应用从一开始的水工质演变到现在的熔盐工质，目的都是为了达到更高的集热温度，从而达到更高的集热效率;对比塔式水工质和熔盐工质可以发现，水工质最大的问题在于储热难。熔盐工质的储热温度更高，储热方案也更成熟，另外熔盐本身作为储热材料也比较稳定，更容易控制，所以我们还是选择熔盐集热、传热、储热的方案。”
“但有一点可以肯定，我们认为无论是选用水工质还是熔盐工质，采用统一的工质集热和储热相对更好，这样避免了中间的换热环节，进而能够节省成本，降低技术要求。”范玉磊说。
作为张家口的两个50MW水工质菲涅尔光热示范项目的技术供应方，兆阳光热虽然依旧采用水作为传热工质，但其并未向SUNCNIM那样采用水蒸气储热，兆阳光热采用了创新型的固态配方混凝土储热技术，两个项目的储热时长均高达14小时，在光热发电的历史上，这是混凝土储热技术商业化应用的第一次，也是菲涅尔DSG+储能技术商业化应用的第一次。
