中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2013年10月11日，北京海淀區(qū)釣魚臺(tái)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(jí)能源科學(xué)技術(shù)成果鑒定會(huì)，正在緊張而熱烈的進(jìn)行著。鑒定會(huì)專家組以徐建中院士為組長(zhǎng)，包括周遠(yuǎn)院士、金紅光院士、863計(jì)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(tuán)高級(jí)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(chǎng)測(cè)試匯報(bào)、專家質(zhì)疑與企業(yè)答辯，經(jīng)過反復(fù)的討論和嚴(yán)苛的評(píng)審，最終，鑒定組的全體專家們?cè)诮Y(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(dá)到了國際先進(jìn)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(dòng)光熱發(fā)電項(xiàng)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(zhǎng)600米的標(biāo)準(zhǔn)槽式光熱發(fā)電集熱回路，在耀眼的陽光下熠熠閃動(dòng)著魔幻般的藍(lán)光。笨拙的重達(dá)124噸的集熱系統(tǒng)裝置在四組液壓驅(qū)動(dòng)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(dòng)，3500平方米面積的陽光被準(zhǔn)確地聚焦在寬度125毫米、長(zhǎng)度600米真空集熱管上。導(dǎo)熱油循環(huán)啟動(dòng)，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(fēng)扇急切地吹動(dòng)，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(cè)試、計(jì)量、記錄、統(tǒng)計(jì)、分析。一周的時(shí)間后，德國宇航中心(DLR)給出了測(cè)試結(jié)論：該槽式集熱場(chǎng)在功率和效率測(cè)試中表現(xiàn)優(yōu)異，相當(dāng)于在以合成導(dǎo)熱油為傳熱流體，在商業(yè)電站的典型運(yùn)行工況下，光熱轉(zhuǎn)換效率達(dá)67.1%，此結(jié)果與Euro-Trough聚光集熱系統(tǒng)在西班牙PSA測(cè)試結(jié)果一致，該回路總的性能達(dá)到了世界上大規(guī)模CSP項(xiàng)目中使用類似聚光器設(shè)計(jì)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(dú)有的洞察力與商業(yè)邏輯，在面臨產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型時(shí)選擇聚光太陽能熱發(fā)電(英文簡(jiǎn)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(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2020年歐洲CSP裝機(jī)容量將達(dá)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(cè)更為樂觀，全球CSP市場(chǎng)裝機(jī)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(jī)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(shí)，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(yùn)的美國solana槽式太陽能電站為例，其裝機(jī)容量280MWe，年發(fā)電9.4億度，可滿足當(dāng)?shù)丶s70000戶居民用電需求，相較于傳統(tǒng)燃?xì)怆娬?，年減排475000噸二氧化碳。
彼時(shí)，在國際上CSP也剛剛興起，產(chǎn)業(yè)處于啟動(dòng)期，技術(shù)進(jìn)步空間大，競(jìng)爭(zhēng)程度低，市場(chǎng)格局可塑性強(qiáng)。由于其技術(shù)難度高，生產(chǎn)工藝復(fù)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(chǎng)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(chǎng)。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(duì)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(zhǔn)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(gè)世界級(jí)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(yáng)長(zhǎng)避短”。龍騰公司必須有自己獨(dú)特的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化策略，充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)在產(chǎn)業(yè)化組織能力方面的優(yōu)勢(shì)和長(zhǎng)處。在技術(shù)研發(fā)過程中，龍騰堅(jiān)持科技為本，自主創(chuàng)新，實(shí)施技術(shù)引進(jìn)、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(shí)還受到國外技術(shù)封鎖。公司在組建人才團(tuán)隊(duì)時(shí)，以穩(wěn)定現(xiàn)有人才、用好關(guān)鍵人才、引進(jìn)急需人才、廣招專業(yè)人才、培養(yǎng)儲(chǔ)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(jī)構(gòu)的合作。同中科院寧波材料研究所進(jìn)建太陽能先進(jìn)鍍膜研發(fā)中心，同常州大學(xué)、常州工業(yè)大學(xué)共建產(chǎn)學(xué)研基地。實(shí)施“走出去、引進(jìn)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(zhǔn)國際最先進(jìn)技術(shù)，確立了以國際產(chǎn)業(yè)巨頭為標(biāo)桿的高起點(diǎn)的研發(fā)策略。以歐債危機(jī)造成的歐洲經(jīng)濟(jì)衰退為契機(jī)，引進(jìn)外智，與歐洲頂級(jí)的科研院所建立合作關(guān)系，聘請(qǐng)國際權(quán)威技術(shù)專家。目前龍騰公司擁有的專利實(shí)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(jìn)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(jià)格高、供貨周期長(zhǎng)、維護(hù)難，更為嚴(yán)重的是會(huì)造成公司核心技術(shù)與生產(chǎn)工藝的擴(kuò)散。
企業(yè)投入巨資搞研發(fā)，“開弓沒有回頭箭”，認(rèn)準(zhǔn)的路必須持之以恒堅(jiān)持下來。面對(duì)艱難的產(chǎn)業(yè)化挑戰(zhàn)，龍騰公司的決策層及時(shí)調(diào)整了推進(jìn)戰(zhàn)略：通過與國際研究機(jī)構(gòu)聯(lián)合設(shè)計(jì)，以江蘇地區(qū)發(fā)達(dá)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(xué)推測(cè)、試錯(cuò)摸索的方式，自行裝配制造工業(yè)化級(jí)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(jìn)水平的磁控濺射鍍膜連續(xù)生產(chǎn)線順利投產(chǎn)，標(biāo)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(chǎng)需求迅速放大產(chǎn)能的能力。
瞄準(zhǔn)國際技術(shù)水平，到國際市場(chǎng)去弄潮，一直是龍騰公司研發(fā)及市場(chǎng)策略。龍騰公司進(jìn)行了一系統(tǒng)的產(chǎn)品國際檢測(cè)。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(jìn)行了測(cè)試認(rèn)證，結(jié)果顯示綜合性能達(dá)到了國際先進(jìn)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(cè)試資格中心(QUARZ)進(jìn)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(xué)效率的測(cè)量，結(jié)果顯示性能全面超越對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)管，達(dá)到了國際先進(jìn)水平。取得了國際權(quán)威檢測(cè)標(biāo)志著龍騰公司取得了到國際市場(chǎng)競(jìng)技的入場(chǎng)券。
要想實(shí)現(xiàn)推動(dòng)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(gè)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(gè)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(shí)，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(jìn)行著。通過創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(dòng)方式上，龍騰公司采取自主設(shè)計(jì)的是雙缸液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)擁有比電機(jī)驅(qū)動(dòng)更大的扭矩，因而可以驅(qū)動(dòng)更大面積的陣列和具備更強(qiáng)的抗風(fēng)運(yùn)行能力；液壓系統(tǒng)長(zhǎng)期運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損，運(yùn)行精確度不會(huì)因?yàn)槭褂闷谙薅兓豢梢圆捎靡簤盒钅芷鞅苊庀到y(tǒng)的頻繁啟停從而延長(zhǎng)使用壽命；采用的工程液壓缸久經(jīng)考驗(yàn),技術(shù)成熟可靠，維護(hù)簡(jiǎn)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(shí)計(jì)算所需角度，通過聚光系統(tǒng)上安裝傳感器進(jìn)行修正，達(dá)到了對(duì)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(shí)現(xiàn)了在數(shù)十平方米的集熱面積上達(dá)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(dòng)系統(tǒng)的同步，消除了兩端扭轉(zhuǎn)遲滯對(duì)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(biāo)準(zhǔn)，使用公司自主研發(fā)的高溫真空集熱管和集熱場(chǎng)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(biāo)準(zhǔn)槽式光熱發(fā)電集熱場(chǎng)回路示范工程，并運(yùn)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(shí)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(dú)樹一幟競(jìng)爭(zhēng)能力。由于中國制造和工程人工成本優(yōu)勢(shì)，龍騰公司進(jìn)入市場(chǎng)，將大幅度打開槽式CSP電站成本的下降空間，并將會(huì)深刻改變國際光熱發(fā)電市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局。同時(shí)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(shì)，由此將不但對(duì)推動(dòng)中國，而且對(duì)推動(dòng)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(jìn)作用。
龍騰公司5年來在1.3億元的研發(fā)經(jīng)費(fèi)的支撐下，在攻堅(jiān)克難的努力下，在整個(gè)團(tuán)隊(duì)始終如一的堅(jiān)持下，打破了國外對(duì)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(duì)推動(dòng)我國的治理環(huán)境污染、改善霧霾天氣的歷史進(jìn)程做出巨大的貢獻(xiàn)。
原標(biāo)題：龍騰光熱：技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)中國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)跨越發(fā)展
