光熱發(fā)電相對光伏的核心競爭優(yōu)勢即其可通過儲熱系統(tǒng)實現(xiàn)可調(diào)電力輸出，而在電力存儲技術迅速發(fā)展的當下，光熱儲熱技術也亟需迎來變革，特別是在成本經(jīng)濟性上要獲得更大程度的發(fā)展，方能保持光熱發(fā)電技術的長期競爭力。
目前最為成熟和應用最為廣泛的儲熱技術即熔鹽儲熱。該項技術早于1995年在美國的Solar Two塔式示范電站上進行了示范應用，并在2009年西班牙裝機50MW的Andasol1槽式電站上進行了首次成功的商業(yè)化應用，自此開啟了熔鹽儲熱的商業(yè)化之門。
TSK Flagsol的技術和創(chuàng)新總監(jiān)Mark Schmitz表示，“目前采用熔鹽儲熱技術的光熱電站在全球已有10多座建成在運行，其中多為槽式電站，另包括Gemasolar這座塔式熔鹽光熱電站。粗略估計，這些電站的總儲熱能力每天晚上足夠滿足輸出5700MWh的太陽能電力?！?
Mark Schmitz認為，“熔鹽儲熱技術是已被驗證的、具有較好銀行可融資性的技術，目前有很多研究認為直接采用熔鹽作為吸熱傳熱工質(zhì)是熔鹽技術的應用趨勢，這可以為熔鹽技術帶來更好的應用優(yōu)勢，如提高了熔鹽的工作溫度，有利于光熱電站整體經(jīng)濟性的提升?！?
熔鹽技術在光熱發(fā)電行業(yè)的應用和發(fā)展至今已有數(shù)十年的時間，雖然其技術仍在發(fā)展之中，但熔鹽技術固有的缺陷看起來比較難以克服，如有成熟應用的二元太陽鹽的凝固點過高，導致其寄生性能源消耗過高；熔鹽的腐蝕性對熔鹽系統(tǒng)的設備材料要求較高，導致系統(tǒng)投資成本較高等。
目前，熔鹽技術的擁躉們正從兩個方面發(fā)力來尋求更大的突破，一方面即革新熔鹽的成分配比，采用低熔點熔鹽等，另一方面即推進熔鹽工質(zhì)直接吸熱傳熱技術的研發(fā)。目前在這兩個層面的推進工作都較為艱難。
事實上，熱量的存儲有多種技術路線，熔鹽儲熱技術只是目前為止最具商業(yè)化實用價值的技術，如混凝土儲熱、沙子儲熱等技術也表現(xiàn)出了一定的應用潛力。
挪威NEST能源公司認為其開發(fā)的Heatcrete專利混凝土儲熱技術就比其它儲熱技術包括目前已十分成熟的熔鹽儲熱技術更具競爭力。Juan Barragan是NEST公司的儲熱系統(tǒng)高級工程師，擁有理學工程學位，在特種化學工程領域有專業(yè)研究。他表示，“在NEST公司，我們開發(fā)了一種新的低成本高效儲熱技術，這種多功能固態(tài)儲熱系統(tǒng)適用于光熱發(fā)電和其它應用領域。這種儲熱介質(zhì)是與海德堡水泥集團（Heidelberg Cement）合作開發(fā)的，儲熱系統(tǒng)由數(shù)量不等的獨立單元聯(lián)接而成?！?
圖：常規(guī)導熱油傳熱槽式電站中應用NEST儲熱技術
圖：DSG電站中應用NEST儲熱技術（PCM為相變儲熱材料）
水或其它傳熱介質(zhì)吸收太陽能熱量后在Heatcrete儲熱系統(tǒng)單元中流動，傳遞大部分熱能存儲起來并在放能時間段內(nèi)釋放。這是一種高效低成本的、簡單的、完全模塊化的、可規(guī)模化擴展的系統(tǒng)，適于商業(yè)化應用級別的規(guī)模范圍從幾MWHth到數(shù)GWHth不等。相較于目前已廣泛應用的成熟的熔鹽儲熱技術，NEST儲熱技術具有更好的成本經(jīng)濟效益，特別是對于MWHth規(guī)模的應用而言更為適用。
其適用的儲熱工作溫度范圍從零下到零上600多攝氏度，如此廣的溫度區(qū)間使得傳熱工質(zhì)的選擇更為多樣，如采用水蒸氣或其它新型工質(zhì)均可。同時有助于其實現(xiàn)更多附加增益，如增大系統(tǒng)發(fā)電效率，降低寄生性能源消耗，工質(zhì)無凝固風險，系統(tǒng)整體運行更為穩(wěn)定可靠等。
在成本經(jīng)濟效益方面，NEST儲熱技術相對熔鹽儲熱技術的系統(tǒng)投資成本即CAPEX更低，這主要得益于其簡單化和模塊化的設計?；旧?，一個個相同的儲熱單元可以在經(jīng)過聯(lián)接后達到預期的儲熱能力，避免了過多的外部循環(huán)，可由此節(jié)約一大部分投資額。基于其固體儲熱工質(zhì)，無防凝必要，NEST解決方案所采用的電伴熱或輔助加熱系統(tǒng)也微不足道，相對熔鹽儲熱可節(jié)約大量投資。
同樣建設一個儲熱系統(tǒng)，NEST儲熱方案相對其它儲熱方案也更具競爭力，這是因為NEST儲熱系統(tǒng)采用的大部分的儲熱系統(tǒng)設備和組件均可本土采購，絕大部分是鋼材和混凝土材料，這在全球絕大多數(shù)地區(qū)都十分常見易取。
另外，NEST儲熱系統(tǒng)有更低的運維成本即OPEX，因為來自于寄生性負載的消耗更低，自耗電很低?；谶@個原因，在待機模式下，其寄生消耗幾乎可以忽略不計。同樣值得指出的是，儲熱系統(tǒng)建設幾乎所有的組件在建設太陽能熱發(fā)電站時都會用到，如建筑材料、基礎設施和閥門等，這也大大降低了備件庫存廠房的建設和運維團隊的培訓投資。
Heatcrete儲熱工質(zhì)在研發(fā)時就定位于免維護。這種特殊的混凝土材料已經(jīng)被證明是一種可靠的材料，在建筑行業(yè)可以經(jīng)受數(shù)百萬次的應力循環(huán)。在儲熱領域，Heatcrete系統(tǒng)在其30余年的運行期內(nèi)一般每天進行一次循環(huán)，總計將經(jīng)受超過一萬次熱應力循環(huán)，事實上相對其自身屬性，這種熱循環(huán)疲勞程度是較輕的，因此其理論上的使用壽命要比光熱電站一般的30年壽命更長。該儲熱系統(tǒng)所需的焊接鋼材在維護方面也十分簡便，系統(tǒng)維護的焦點集中于儲熱系統(tǒng)和太陽島的聯(lián)接環(huán)節(jié)。這與其它常規(guī)的儲熱系統(tǒng)有很大不同，在維護方面要簡便很多。
運行該系統(tǒng)的方法類似于運行常規(guī)太陽能電站其它附屬系統(tǒng)，所有的設備和組件在運行期的管理維護都與電站安裝的其它設備和組件類似。因此，能夠運行常規(guī)太陽能電站的技術人員可以在經(jīng)過簡單培訓后即可正式上崗，需要區(qū)別的是其工質(zhì)的傳輸會有所不同。
Heatcrete儲熱系統(tǒng)的設計十分靈活和強大，這種儲熱系統(tǒng)的關停所需的時間也是很少的，相對而言，熔鹽儲熱系統(tǒng)在關停時所耗費的時間較長，這也是由于其系統(tǒng)較為復雜，熔鹽工質(zhì)的流動工況也較為復雜，如熔鹽的腐蝕、泄露等問題需要重點考慮。
NEST系統(tǒng)的安裝調(diào)試及初次啟動比熔鹽系統(tǒng)更為簡單，工質(zhì)的預熱在額外的預熱單元中進行，這是十分重要的流程，對任何儲熱系統(tǒng)而言都是如此，但相對熔鹽系統(tǒng)的預熱，熔鹽的化鹽過程的操作難度會更大一些。
對于儲熱系統(tǒng)的運行，NEST儲熱解決方案與熔鹽儲熱技術相較有不同的運行性能表現(xiàn)，主要的不同在于Heatcrete儲熱系統(tǒng)在放熱時的出口溫度將會減小，在吸熱時的進口溫度將會增加，而熔鹽儲熱系統(tǒng)的進出口溫度都是基本恒定的常量。這一固有的屬性使得采用NEST儲熱系統(tǒng)的汽輪機電力輸出要小于熔鹽儲熱系統(tǒng)，但如果考慮光熱電站總的凈電力輸出，即減去寄生性電力消耗的話，NEST儲熱系統(tǒng)會有更好的表現(xiàn)。同時，由于NEST儲熱系統(tǒng)變化性的汽輪機輸出曲線，在一定時間段內(nèi)其汽輪機運行表現(xiàn)要好于熔鹽儲熱系統(tǒng)，因此可以在放熱時的前幾個小時內(nèi)，在PPA分時電價較高的時間段內(nèi)輸出，以對項目的整體經(jīng)濟性進行優(yōu)化。
NEST對一個儲熱量為100MWhth的槽式導熱油系統(tǒng)的模擬分析表明，采用NEST儲熱系統(tǒng)，預計年增加電力輸出5GWhe。但考量哪種儲熱技術才是最優(yōu)的儲熱技術是一項較為復雜的工作，需要從多個不同的層面予以分析，但Juan Barragan認為，綜合來看，NEST的儲熱技術是最具競爭性的替代性儲熱技術。
