上海市太阳能学会

随着双碳行动在全球范围内广泛推进，多行业多领域都在积极尝试利用清洁能源替代来实现减排目标，而光伏和光热两种太阳能清洁利用方式都在获得更多机会。

光热利用方面，伴随中国首批光热示范项目告一段落并开启“光热+”一体化基地新征程，光热发电技术已逐步发展成熟并开始助力电力生产以外的很多新领域实现减脱碳目标。

从全球角度来看，目前光热发电技术的触角已不断深入到油田、制氢、采矿、水泥生产、建筑供暖供热、啤酒生产等行业领域，其既可发电又可供热还可热电联产的多面手属性使其可以在更多用能领域中获得机会。

以下是光热发电技术在相关领域应用的一些进展和实际案例：

一、油田领域

2021年，中国石化胜利油田孤东827平5井采用的槽式太阳能集热器顺利投用。

该设备采用“槽式太阳能+相变蓄热全天候太阳能”一体机技术，光热转化效率可达75%，集热温度能够达到300℃。此设备实现了昼夜对原油进行加热，替代了原来的燃气加热炉，年节约燃气费6.5万元，年减少二氧化碳排放86吨。

二、矿业领域

1、北京兆阳线性类菲涅尔式聚光集热系统锂业供能项目

某锂业公司在卤水中提取锂的过程中需要大量的热，热源成为制约生产成本以及影响碳排放问题的关键因素，其采用北京兆阳的线性类菲涅尔式聚光集热系统进行清洁供热，该系统采用水工质，配备大容量水罐蓄热装置，在正常气候条件下，可保证24小时稳定供热。北京兆阳太阳能供热成本已远低于燃气供热成本，这得益于一系列的技术创新成果，大幅减少了首次建设成本以及项目后续运维成本。

据测算，该项目建成后，全年供热热水总量约1500万吨，全年供热总量超过150万吉焦。与燃煤锅炉供热方案相比，每年可减少二氧化碳排放约13万吨，二氧化硫约3910吨，氮氧化物约1825吨，减碳效果显著。

2、西藏扎布耶盐湖绿色综合开发利用万吨电池级碳酸锂项目“光伏+光热”供能项目

2022年2月，西藏矿业发展股份有限公司控股子公司西藏日喀则扎布耶锂业高科技有限公司与国家电投集团西藏能源有限公司签订了西藏扎布耶盐湖绿色综合开发利用万吨电池级碳酸锂项目的供能合同。

该项目计划采用BOO模式配套建设“光伏+光热”项目解决用电问题。据悉，该项目配置4.2万千瓦光热、7万千瓦光伏和105MWh/52.5MW储能，光热镜场面积58万㎡，储热时长24小时。

三、光热制氢

2021年底，美国光热技术企业Heliogen和美国燃料大厂Bloom Energy在加利福尼亚州举行的一次演示中成功利用光热发电技术生产出绿色氢燃料，演示中应用了Heliogen设计制造的“Sunlight Refinery”聚光集热系统，该系统与Bloom Energy公司的固体氧化物高温电解槽进行搭配并为后者提供能源。

Heliogen方面表示，从测试结果来看，利用其光热发电技术制氢相比光伏制氢可以实现更加紧凑的设计并降低生产成本，本次成功示范也意味着双方在推进绿氢替代化石燃料走向商业化和工业应用方面迈出了重要一步。根据Heliogen方面测算，利用其光热发电技术制氢的生产效率比传统低温质子交换膜和碱性电解槽高45%左右。据悉，用于绿氢生产所耗费的电力几乎决定了这种可再生燃料80%的成本，通过使用光热发电技术，所耗费电量大大降低，从而可有效降低氢气的生产成本。

四、水泥生产

2022年初，全球主要水泥生产商CEMEX与瑞士光热技术企业Synhelion宣布成功首次将水泥熟料生产过程（注：水泥熟料是水泥的半成品）与Synhelion的塔式聚光热利用系统结合起来并成功完成生产，该创新也迈出了合作双方开发完全由太阳能驱动水泥厂的重要一步。

图：位于西班牙马德里附近、成功生产出太阳能熟料的塔式系统（来自Synhelion）

据悉，水泥熟料是在接近1500°C的温度下，将石灰石、粘土和其他材料在回转窑中熔合而成。传统工艺中，通常使用化石燃料来加热回转窑，其直接排放约40%的二氧化碳。而用太阳能完全取代化石燃料则是该行业到2050年实现碳中和的一个重要措施。

五、啤酒生产

2021年8月，世界第四大酿酒集团、丹麦跨国企业嘉士伯（Carlsberg）在希腊安装一套被该公司称之为彼时市场上最高效的太阳能集热系统。据悉，应用于该项目的太阳能集热器将由专门从事工业加热过程技术的瑞典公司Absolicon负责设计和制造。

拥有数十个啤酒品牌的嘉士伯的短期目标是：到2022年其啤酒厂100%的电力来自可再生能源，并实现零煤使用。同时，嘉士伯方面希望利用上述太阳能集热系统产生的热量来减少生产过程中化石燃料的使用，并助力嘉士伯啤酒厂到2030年实现零碳排放的远期目标。

六、建筑供暖供热

1、龙腾光热新型分布式零碳能源系统

2020年底，采用了常州龙腾光热科技股份有限公司新型菲涅尔模块化系统建设的山西转型综改示范区光热零碳能源系统项目正式竣工验收并交付业主方使用，业主方充分利用中深层地热源+浅层地源热泵+太阳能热源等多种清洁能源和可再生能源实施供暖服务工程项目，也是业主方首次采用常州龙腾光热零碳系统实现了区内的居民供暖。

该系统在试运行期间，实测瞬时功率可达60KW，累计供热量已达162GJ，圆满通过业主的验收正式交付使用。

2、成都博昱拉萨金谷饭店槽式太阳能供项目

2021年9月，由成都博昱新能源有限公司建设的拉萨金谷饭店槽式太阳能供项目完成安装调试并顺利竣工。该系统采用成都博昱TRP-P型槽式太阳能集热器，可源源不断为酒店提供清洁能源。

根据测算，该项目将产生如下环境效益：1、年节约标煤169680kg；2、年CO2减排418742kg；3、年SO2减排12600kg；4、年NOX减排6300kg。

综上来看，在碳关税之剑高悬的全球能源大环境下，随着光热发电技术在全球范围内不断发展成熟，其将有望在更多行业领域得到施展空间，并助力这些领域的清洁能源转型并加速其脱碳进程。