光熱發(fā)電技術主要分塔式、槽式、碟式、菲涅爾式四大類，這其中又因傳儲熱介質(zhì)、儲熱方式、聚光方式的差異而呈現(xiàn)多元化。

就入選中國首批示范的20個項目來說，均采用單一的塔式、槽式或菲涅爾式技術。而同樣由國家能源局發(fā)布的23個首批多能互補集成優(yōu)化示范工程中也包含一定的光熱發(fā)電裝機，其中由山東電力建設第三工程有限公司擔任EPC的魯能海西州格爾木多能互補集成優(yōu)化示范項目目前也在積極推進建設。

雖然裝機50MW的光熱發(fā)電系統(tǒng)相對于總裝機700MW的魯能項目只能作為配角，但這種“光熱發(fā)電+”的電站開發(fā)模式也提供了一種光熱發(fā)電項目開發(fā)的新思路。

目前，鑒于光熱發(fā)電依然面臨著投資成本較大、度電成本較高的現(xiàn)狀，采用“光熱發(fā)電+”的電站開發(fā)模式在一定程度上可有助于削減光熱發(fā)電項目的投資成本，降低投資風險。

從理論上來講，光熱發(fā)電四種主要技術路線之間、光熱發(fā)電與傳統(tǒng)火電以及與其它可在生能源之間都有可能碰撞出“火花”，并實現(xiàn)互補多贏的理想效果。

1.光熱發(fā)電+光熱發(fā)電

首先來看看不同光熱發(fā)電技術路線之間可以進行哪些“光熱發(fā)電+”組合以及目前業(yè)界已經(jīng)進行了哪些嘗試。

1)槽式+塔式

代表項目：摩洛哥Noor Ouarzazate太陽能綜合體項目、迪拜700MW光熱電站

2017年9月，一則新聞大大鼓舞了中國光熱發(fā)電行業(yè)：沙特ACWA電力公司(ACWA Power)和上海電氣集團股份有限公司聯(lián)合體以7.3美分/kWh的超低電價中標迪拜700MW項目EPC總承包合同。

迪拜700MW光熱項目位于迪拜阿勒馬克圖姆太陽能園，由3個裝機為200MW的槽式電站(世界上單體裝機最大的槽式電站)以及1個裝機為100MW的塔式電站組成，是目前全球規(guī)模最大光熱電站項目。該項目是迪拜“清潔能源戰(zhàn)略”的重要組成部分，每年能夠為迪拜270000多家住戶提供清潔電力，每年可減少140萬噸碳排放量。

該超低電價的誕生在一定程度上歸功于該項目一塔三槽的設計方案。槽式與塔式發(fā)電技術相結合的技術方案可以集合槽式的成熟和塔式的高效，還能提高項目整體的儲能能力并降低儲能成本。從技術層面來看，槽式技術相對更加成熟，商業(yè)化驗證程度也更高，其裝機量在目前已建成光熱發(fā)電項目裝機量中占比最大。但塔式光熱技術正憑借其較高的工作運行溫度和因此帶來的整體系統(tǒng)效率提升而逐步開始發(fā)力，在全球范圍內(nèi)開始得到大規(guī)模部署。

ACWA Power業(yè)務發(fā)展執(zhí)行總監(jiān)Andrea Lovato表示：“按照我們的技術方案，塔式光熱系統(tǒng)將配置15小時的儲熱系統(tǒng)，而槽式系統(tǒng)將配置11個小時的儲熱系統(tǒng)，這兩種技術的有機結合使系統(tǒng)可以根據(jù)需求隨時提供電力，同時又有助于降低總發(fā)電成本。槽式技術是一種更成熟、風險更低的技術路線，而塔式技術的加入將助力儲能成本下降。”

此外，即將全面投運、也由山東電力建設第三工程有限公司參建的摩洛哥Noor Ouarzazate太陽能綜合體項目也已體現(xiàn)出槽式與塔式技術結合的優(yōu)勢，其中一期NOORI(160MW)、二期NOORII(200MW)采用槽式太陽能熱發(fā)電技術，三期NOORIII(150MW)采用塔式太陽能熱發(fā)電技術，而NOORII和NOORIII項目此前的平均中標價15.67美分/kWh代表了當時光熱發(fā)電項目的最低電價水平。

圖：NOOR光熱發(fā)電項目綜合體全景

2)菲涅爾+塔式

代表項目：日本三菱菲涅爾塔式混合光熱發(fā)電系統(tǒng)

由日本三菱日立電力系統(tǒng)(MHPS)建設的菲涅爾塔式混合光熱發(fā)電系統(tǒng)由低溫菲涅爾集熱蒸發(fā)系統(tǒng)、塔式過熱器和收集太陽光線的定日鏡等部分組成。與傳統(tǒng)的光熱發(fā)電系統(tǒng)相比，這一混合型系統(tǒng)能夠以更低成本生產(chǎn)溫度更高的蒸汽。

在該系統(tǒng)中，菲涅爾集熱器將收集70%的太陽光線，通過與水換熱產(chǎn)生溫度300攝氏度左右的蒸汽。之后，蒸汽會被送到位于塔頂?shù)奈鼰崞鳎ㄟ^定日鏡的聚焦，進一步加熱到550攝氏度左右。由于蒸汽已經(jīng)被預熱過，其所需的定日鏡陣列規(guī)模也要小得多，因此成本遠低于常規(guī)的CSP系統(tǒng)。MHPS表示，這套測試中的混合光熱發(fā)電系統(tǒng)，能夠產(chǎn)生等效300千瓦的電能。

據(jù)了解，該項目占地面積約為10000m2，包括菲涅爾集熱蒸發(fā)系統(tǒng)、塔式吸熱器和150面塔式定日鏡，這些配置有跟蹤系統(tǒng)的定日鏡可以跟蹤太陽以將更多太陽光線反射到過熱器的焦點上。

3)碟式+槽式/塔式

從發(fā)電原理角度來說，碟式與槽式、塔式及菲涅爾式有較大不同，在中國首批示范項目競爭中也落得下風。但在申報過程中，“碟式斯特林+槽式”、“碟式斯特林+塔式”開發(fā)模式的出現(xiàn)仍叫人眼前一亮。

雖然上述兩種開發(fā)模式目前尚無大型商業(yè)化項目案例，但隨著碟式光熱技術的不斷發(fā)展進步，未來這兩種開發(fā)模式也值得期待。

2.光熱發(fā)電+其它清潔能源

1)光熱發(fā)電+光伏

采用光熱光伏混合開發(fā)模式的案例較多，該模式可以實現(xiàn)在對太陽能資源相對高效和經(jīng)濟性利用的同時，為人類持續(xù)穩(wěn)定提供綠色電能。

代表項目：Ashalim太陽能綜合體、Noor Midelt光熱光伏混合電站、智利Cerro Dominador項目、Noor Ouarzazate太陽能綜合體項目等

以色列在建的總裝機超300MW的Ashalim太陽能綜合體項目包括兩個光熱發(fā)電項目(Ashalim1和Ashalim2，裝機均為121MW)和一個裝機70MW的光伏發(fā)電項目;Noor Midelt項目總裝機規(guī)模預計為400MW，按照初步設想，該項目將建于Midelt東北方向約25公里處，總占地面積達3000公頃，其中光熱發(fā)電裝機將達150-190MW、儲熱時長可達5小時以上，而光伏電站裝機量由投標人自行決定，但不能超過光熱電站夜間凈容量的20%;拉丁美洲首個光伏光熱混合電站Cerro Dominador則由一個裝機100MW的光伏電站和一個110MW的塔式光熱電站組成，總投資達18億美元;上文已經(jīng)提到的Noor Quarzazate項目位于摩洛哥瓦爾扎扎特(Ouarzazate)，總裝機580MW，占地2000公頃，耗資27億美元，包括510MW的光熱發(fā)電裝機和70MW的光伏裝機。

圖：裝機121MW的Ashalim1塔式光熱電站

光熱發(fā)電與光伏發(fā)電的結合越來越受到大眾的關注與認可。此前，德國航空航天中心DLR研究結果表明，在現(xiàn)有條件下，光熱和光伏相結合是目前最具前景的太陽能發(fā)電技術路線。光伏發(fā)電廠直接向電網(wǎng)供電，在用電高峰期，比如夜間，光熱將在夜晚通過儲熱發(fā)揮其優(yōu)勢。即使增加化石燃料補燃也將相對容易可行，成本不會過高。

另外，摩洛哥可持續(xù)能源署masen高級代表Adil Bouabdallah在于不久前召開的CPC2018大會上曾表示，masen認為光伏和光熱的結合將會是未來太陽能發(fā)展的方向。通過不同比例的配置，可以開發(fā)出3種組合模式;高CSP低PV，此種模式中，光熱晝夜運行;CSP&PV平均分配，白天光伏用于發(fā)電，光熱僅在部分時間發(fā)電，夜間光熱滿負荷發(fā)電;高PV和低CSP的模式，光伏白天發(fā)電，光熱儲能用于夜間發(fā)電。這種太陽能混合發(fā)電的概念正逐漸在全球范圍內(nèi)被廣泛認識。

2)光熱發(fā)電+光伏+風電+儲能

在此類項目中，光熱發(fā)電往往利用其出色的調(diào)峰能力擔任輔助角色，但隨著光熱發(fā)電技術的發(fā)展進步，有望不斷提升自己的比重。

代表項目：魯能海西州700MW風光熱儲多能互補項目

開篇提到的魯能海西州700MW風光熱儲多能互補項目由西北電力設計院設計，位于青海省海西州格爾木市境內(nèi)，總裝機容量700兆瓦，其中風電400兆瓦，光伏200兆瓦，光熱50兆瓦，儲能50兆瓦。該項目于2017年6月開工，成為國家首個正式建設的集風光熱儲于一體的多能互補科技創(chuàng)新項目。

圖：魯能格爾木熔鹽塔式光熱項目建設現(xiàn)場俯瞰

該項目旨在將風電、光伏、光熱和儲能結合起來，形成風、光、熱、儲多種能源的優(yōu)化組合，以有效解決用電高峰期和低谷期電力輸出的不平衡問題，提高能源利用效率，優(yōu)化新能源電力品質(zhì)，增強電力輸出功率的穩(wěn)定性，提升電力系統(tǒng)消納風電、光伏發(fā)電等間歇性可再生能源的能力和綜合效益。

通過多能互補聯(lián)合運行后，可有效減輕電網(wǎng)調(diào)峰壓力。考慮出力限額與青海省負荷曲線匹配，本項目通過儲能和光熱聯(lián)合調(diào)節(jié)，將大幅降低限電比例。

3)光熱發(fā)電+光伏+地熱

代表項目：美國內(nèi)達華州Stillwater混合電站

利用地熱能和光熱進行聯(lián)合循環(huán)發(fā)電，不僅可以使焓值較低的地熱能轉(zhuǎn)變?yōu)殪手递^高的能源加以利用，提高機組的經(jīng)濟性，又可以維持機組連續(xù)運行，避免了單一太陽能發(fā)電系統(tǒng)的缺點。