美国能源部启动700℃高温光热研究项目 三大科研机构参与竞争

 2018年5月15日，美国能源部启动了Gen3CSP(第三代高温聚光太阳能发电)项目。目前美国最好的商用光热发电系统的运行温度最高达到565℃，而此次美能源部支持下的Gen3CSP计划，目标是将热能系统的运行温度推至700℃以上。

热能系统的运行温度是控制光热发电成本的关键因素，此举将有效提高发电效率，降低发电成本。能源部称，如果该项目成功，将使光热发电的度电成本降低大约2美分，这相当于美国能源部设定的2030年基本负荷型光热电站目标成本(每度电5美分)的40%。

目前，能源部已经选定了布雷顿能源公司（Brayton Energy）、美国国家可再生能源实验室(NREL）以及桑迪亚国家实验室（Sandia Laboratories）三家研究机构参与该项目，他们就一项投入达2500万美金的高温集成系统示范项目展开竞争。

三家机构将分别就700℃以上的气体、流体和固体传热系统进行组件级别的设计和测试，然后选择一种方案进行实施。根据规划，该项目将于2020年中期投运，运行至2023年左右。

▲ Gen3项目研究规划

研究人员表示，新研发技术的商业应用可能在2025年到2030年之间进行，而在此之后，美国的光热市场将可能会复苏。

目前，美国在运行的光热装机容量仅为1.8GW，而近年来新项目的开发也很少。尽管配有储能系统的光热电站可以与光伏、风力电站进行优势互补，但就目前的能源发展规划来看，美国在2030年之前不会对光热有大量需求。因此，研究人员纷纷将目光投向海外市场，根据潜在技术输出市场来定位所研发的技术方向。

NREL高级工程师Craig Turchi表示，澳大利亚在开发小型高温热能系统电站技术上位于世界前列，澳大利亚倾向于小型光热电站的开发，这些电站投资小，偏远地区也可以安装，较之大规模化商业化电站经济可行性高。目前NREL正在与澳大利亚光热研究项目（the Australian Solar Thermal Research Initiative）就促进光热技术研发推广展开合作。

Brayton能源公司则认为中国和中东光热资源比较好，且有政策支持，是其技术商业应用推广的首选。

根据CSP Tracker的数据报告，截至目前全球77％在运行的光热电站均使用价格高昂且对设施要求很高的湿冷系统，而Brayton能源公司则针对此开发了使光热条件较好的干旱地区也可投建光热电站的干冷系统。

Sandia实验室的高级工程师和项目负责人Clifford Ho也表示，其实验室正在开发一种适用于干冷系统的下沉颗粒吸热器。

能源部首席副助理部长丹尼尔·西蒙斯表示，美国在高温太阳能热发电研究领域处于世界领先地位，Gen3CSP研究对美国实现光热技术全球商业部署至关重要，将有助于推动高温太阳能热发电新技术的发展，维护美国在这一领域的领先地位。