龍騰光熱：技術創新推動中國光熱發電產業跨越發展

　　槽式熱發電集熱系統內蒙示范工程

　　4060×125 mm高溫真空集熱管

　　集熱管磁控濺射鍍膜連續生產線

         2013年10月11日，北京海淀區釣魚臺大酒店，由國家發改委能源局組織的名為“槽式太陽能集熱系統關鍵技術及示范”的國家級能源科學技術成果鑒定會，正在緊張而熱烈的進行著。鑒定會專家組以徐建中院士為組長，包括周遠院士、金紅光院士、863計劃光熱發電首席專家王志峰研究員及國內主要電力集團高級工程師共九人，陣容堪稱權威豪華。材料審查、技術成果介紹、現場測試匯報、專家質疑與企業答辯，經過反復的討論和嚴苛的評審，最終，鑒定組的全體專家們在結論書上鄭重落筆：該“槽式太陽能集熱系統關鍵技術及示范”科技成果總體上達到了國際先進水平，建議加快該技術成果的產業化及工程示范與應用，推動光熱發電項目的建設。

　　 2013年9月，在內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600米的標準槽式光熱發電集熱回路，在耀眼的陽光下熠熠閃動著魔幻般的藍光。笨拙的重達124噸的集熱系統裝置在四組液壓驅動的作用下，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，3500平方米面積的陽光被準確地聚焦在寬度125毫米、長度600米真空集熱管上。導熱油循環啟動，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，空冷系統的風扇急切地吹動，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、測試、計量、記錄、統計、分析。一周的時間后，德國宇航中心（DLR）給出了測試結論：該槽式集熱場在功率和效率測試中表現優異，相當于在以合成導熱油為傳熱流體，在商業電站的典型運行工況下，光熱轉換效率達67.1%，此結果與Euro-Trough聚光集熱系統在西班牙PSA測試結果一致，該回路總的性能達到了世界上大規模CSP項目中使用類似聚光器設計的聚光集熱系統性能水平。

　　 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備公司（下稱龍騰公司）的成功轉型。五年前，從事紡織生產的龍騰公司以獨有的洞察力與商業邏輯，在面臨產業轉型時選擇聚光太陽能熱發電（英文簡稱“CSP”——Concentrating Solar Power）產業。

　　 CSP產業發展前景好。根據相關研究機構預測，到2020年歐洲CSP裝機容量將達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路線圖預測更為樂觀，全球CSP市場裝機容量2020年增加到147GW，其中北美50GW，中東和北非23GW。到2030年，全球CSP裝機容量增加為337GW，到2050年增加到1089GW。

　　 相較于傳統火力發電技術，太陽能光熱發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，它還避免了類似光伏發電過程中多晶硅產生的二次污染，真正意義上做到了零排放、零污染。以2013年底建成投運的美國solana槽式太陽能電站為例，其裝機容量280MWe，年發電9.4億度，可滿足當地約70000戶居民用電需求，相較于傳統燃氣電站，年減排475000噸二氧化碳。

　　 彼時，在國際上CSP也剛剛興起，產業處于啟動期，技術進步空間大，競爭程度低，市場格局可塑性強。由于其技術難度高，生產工藝復雜，工程專業跨度大，資金門檻高，故而形成了國際寡頭市場格局。德國的SCHOTT公司、SIEMENS公司控制著核心部件的制造和供應，西班牙ABENGOA公司壟斷著太陽能光熱發電工程市場。在國內，CSP尚未引起企業或產業資本的重視，技術研發和商業應用更是一片空白。

　　 既然選定了方向，面對挑戰，龍騰公司義無反顧地踏上了新的征程。聚光太陽能熱發電（CSP）分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾式，其中槽式最為成熟，應用最為廣泛。一開始，龍騰公司就把目光瞄準了槽式熱發電最核心部件——高溫真空集熱管研發上。

　　 高溫集熱管的研發，首先涉及到“磁控濺射鍍膜技術、玻璃表面高溫增透膜技術、玻璃與可伐合金的過渡封接技術……”等多個世界級技術難題的突破。在全球上，只有極少數公司真正具有高溫集熱管的產業化制造能力。

　　 龍騰公司轉型于傳統產業，從事高新技術創業，必須“揚長避短”。龍騰公司必須有自己獨特的研發和產業化策略，充分發揮團隊在產業化組織能力方面的優勢和長處。在技術研發過程中，龍騰堅持科技為本，自主創新，實施技術引進、吸收、領先策略。

　　 太陽能熱發電的核心部件技術能夠掌握這些技術全球僅有德國SCHOTT和SIEMENS公司。龍騰公司成立伊始，無人才、無技術，同時還受到國外技術封鎖。公司在組建人才團隊時，以穩定現有人才、用好關鍵人才、引進急需人才、廣招專業人才、培養儲備人才、打造頂尖人才為原則，深化國內外資深院校、研究機構的合作。同中科院寧波材料研究所進建太陽能先進鍍膜研發中心，同常州大學、常州工業大學共建產學研基地。實施“走出去、引進來”戰略。在技術研發方向與路線上，龍騰公司不是閉門造車，而是走出去，以放眼全球的視野，從一開始就瞄準國際最先進技術，確立了以國際產業巨頭為標桿的高起點的研發策略。以歐債危機造成的歐洲經濟衰退為契機，引進外智，與歐洲頂級的科研院所建立合作關系，聘請國際權威技術專家。目前龍騰公司擁有的ZL實現了槽式聚光太陽能熱發電核心部件制造技術全覆蓋，打破了國外的封鎖和壟斷。

　　 技術突破后，新的挑戰隨之而生。如何通過生產裝備將技術成果轉化為工業化、商業化的產品？引進國外成熟裝備，但全球僅德國Von Ardenne、FHR公司具備制造能力，并且價格高、供貨周期長、維護難，更為嚴重的是會造成公司核心技術與生產工藝的擴散。

　　 企業投入巨資搞研發，“開弓沒有回頭箭”，認準的路必須持之以恒堅持下來。面對艱難的產業化挑戰，龍騰公司的決策層及時調整了推進戰略：通過與國際研究機構聯合設計，以江蘇地區發達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人員和能工巧匠，以大膽放大、科學推測、試錯摸索的方式，自行裝配制造工業化級的集熱管生產線。

　　 經過一年多的努力，龍騰公司建設的國內唯一的、綜合性能國際先進水平的磁控濺射鍍膜連續生產線順利投產，標志著龍騰公司擺脫了核心裝備受制于人局面，使公司具備了根據市場需求迅速放大產能的能力。

　　 瞄準國際技術水平，到國際市場去弄潮，一直是龍騰公司研發及市場策略。龍騰公司進行了一系統的產品國際檢測。2013年3月，龍騰公司生產的真空集熱管的太陽吸收率和熱發散率由德國Fraunhofer太陽能應用研究所進行了測試認證，結果顯示綜合性能達到了國際先進水平。同年9月，由德國宇航中心（DLR）聚光式太陽能發電技術測試資格中心（QUARZ）進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效率的測量，結果顯示性能全面超越對比標準管，達到了國際先進水平。取得了國際權威檢測標志著龍騰公司取得了到國際市場競技的入場券。

　　 要想實現推動中國CSP產業的應用與發展，僅僅擁有核心部件的制造能力是不夠的，CSP電站的系統集成能力起著舉足輕重的作用，也是制約中國CSP產業發展的核心因素。集熱系統是槽式CSP電站最為核心的組件，其建設成本約占整個熱發電站的建設成本的50%，是熱電站能量的來源和熱效率的基礎，它的光熱轉換效率并終決定了整個電站的發電效率。

　　 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電站集熱系統供應商。因此，龍騰公司在研發集熱管制造技術與集成設備的同時，槽式CSP集熱系統的集成技術的研究與開發也同步進行著。通過創新的結構設計，結合中國西部地區特殊自然環境，龍騰公司開發出適合在我國中西部地區使用的Royal Trough 150系列支架產品。在支架的驅動方式上，龍騰公司采取自主設計的是雙缸液壓系統驅動，該系統擁有比電機驅動更大的扭矩，因而可以驅動更大面積的陣列和具備更強的抗風運行能力；液壓系統長期運行不會產生機械磨損，運行精確度不會因為使用期限而變化；可以采用液壓蓄能器避免系統的頻繁啟停從而延長使用壽命；采用的工程液壓缸久經考驗,技術成熟可靠，維護簡單。槽式聚光集熱系統采用一維單軸跟蹤，系統內部程序逐時計算所需角度，通過聚光系統上安裝傳感器進行修正，達到了對日跟蹤精度<2mrad的使用要求。龍騰公司自主研發集熱系統安裝工藝，實現了在數十平方米的集熱面積上達到了三維空間<1mm的精度，保證了單元間耦合以及與中央驅動系統的同步，消除了兩端扭轉遲滯對于系統效能的影響。

　　 2012年5月，龍騰公司開始按照國際商業化電站要的要求與標準，使用公司自主研發的高溫真空集熱管和集熱場集成技術在內蒙古巴彥淖爾市烏拉特中旗投資建設一條600米的標準槽式光熱發電集熱場回路示范工程，并運行于293oC-393oC的商業化槽式光熱電站典型工況。經過近一年多時間，該槽式集熱陣列回路自建成至今狀況良好。

　　 現今，龍騰公司已具備了槽式CSP電站核心部件生產、核心裝備制造、核心集成系統的供應能力，放眼全球，龍騰公司已形成的獨樹一幟競爭能力。由于中國制造和工程人工成本優勢，龍騰公司進入市場，將大幅度打開槽式CSP電站成本的下降空間，并將會深刻改變國際光熱發電市場的競爭格局。同時由于成本下降，光熱發電較光伏發電相比不再具有成本劣勢，由此將不但對推動中國，而且對推動全球光熱發電產業的更快的發展和更廣泛應用，將起到積極的促進作用。

　　 龍騰公司5年來在1.3億元的研發經費的支撐下，在攻堅克難的努力下，在整個團隊始終如一的堅持下，打破了國外對光熱發電技術的封鎖，打破了國外在核心生產裝備的壟斷，開發了光熱發電和分布式工業供熱的二大系列產品，將對推動我國的治理環境污染、改善霧霾天氣的歷史進程做出巨大的貢獻。