不久前，國(guó)際可再生能源機(jī)構(gòu)（IRENA）發(fā)布的一份報(bào)告顯示，自2010年以來(lái)光熱發(fā)電成本下降了47%左右，僅次于光伏。
        雖然降幅頗大，但在可再生能源逐漸趨于平價(jià)的當(dāng)下，光熱發(fā)電行業(yè)目前仍面臨極大的降本壓力，若想在加速變革的能源體系中占得一席之地，唯有通過(guò)各方協(xié)力把光熱發(fā)電成本降下來(lái)才能贏得生存和發(fā)展空間。
        如何實(shí)現(xiàn)？技術(shù)創(chuàng)新無(wú)疑是一條正途，也是以美國(guó)為首等光熱發(fā)電大國(guó)持續(xù)多年實(shí)施的重要措施。
同時(shí)，由于技術(shù)路線較多，系統(tǒng)組成也較為復(fù)雜，光熱發(fā)電行業(yè)可實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新的細(xì)分門類也比較多，有時(shí)需要多個(gè)環(huán)節(jié)和上下游企業(yè)一起參與。
        由于后端（常規(guī)島，又稱發(fā)電島，投資占比10%左右）與已發(fā)展非常成熟的傳統(tǒng)煤電行業(yè)基本一致，目前光熱發(fā)電行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新措施多聚焦在太陽(yáng)島（光場(chǎng)，投資占比50%左右）和儲(chǔ)熱島（投資占比20%左右），尤其是總投資占比一半左右的太陽(yáng)島。
        IRENA認(rèn)為，太陽(yáng)島各部件（如反射鏡、集熱器）的技術(shù)進(jìn)步、安裝設(shè)計(jì)成本下降、特定組件成本下降都可以降低光熱發(fā)電的成本。此外，塔式吸熱器各部件的成本下降空間比槽式集熱器稍大一些，當(dāng)然這也與目前塔式光熱電站裝機(jī)量仍相對(duì)較少有關(guān)。
        下文梳理了一些目前業(yè)界正在推進(jìn)中、有望未來(lái)推動(dòng)光熱發(fā)電成本快速下降的幾方面技術(shù)創(chuàng)新途徑：
         反射膜：是在鋁質(zhì)或不銹鋼等材料制成的基板上覆上一層高性能聚合物薄膜以獲得輕質(zhì)反射鏡。此舉可顯著降低反射鏡系統(tǒng)的整體重量，降低支架等系統(tǒng)的投資，從而降低光場(chǎng)系統(tǒng)整體投資。但是，從反射率角度來(lái)看，反射膜類反射鏡與玻璃反射鏡相比仍有差距，系統(tǒng)投資節(jié)省部分與電站發(fā)電量所帶來(lái)的損失需要平衡。
        厚度更?。悍瓷溏R常用的厚度標(biāo)準(zhǔn)是4mm，但事實(shí)上，玻璃越厚，太陽(yáng)光到達(dá)反射鏡反射層的光損越多，反射率則越低。為進(jìn)一步提高反射率，其中一個(gè)可行的解決方案即設(shè)法降低玻璃的厚度，從而降低反射鏡系統(tǒng)的重量，并最終降低集熱場(chǎng)的整體投資。但是，超薄反射鏡相對(duì)通用的4mm鏡在成本上要高出不少，其帶來(lái)的聚光效率的提升是否足以抵消并超出其成本增加尚缺乏實(shí)際案例的證實(shí)。
        微弧平面鏡：在實(shí)際應(yīng)用中，為獲得較好的聚光效果，平面鏡也經(jīng)常通過(guò)支架固定等方式形成一定的微弧。除了機(jī)械方式外，部分廠商已生產(chǎn)或正在開發(fā)“天然”的微弧反射鏡，即生產(chǎn)出的成品即為微弧鏡，而非后期安裝時(shí)通過(guò)機(jī)械作用力產(chǎn)生。
        “天然”微弧鏡的生產(chǎn)技術(shù)和工藝難度并不太高，也可以減少鏡場(chǎng)安裝時(shí)的工作量。但其產(chǎn)品生產(chǎn)流程較為復(fù)雜，成本一般要遠(yuǎn)高于普通平面鏡。如果可以生產(chǎn)出低成本的微弧平面鏡，將大大降低鏡場(chǎng)的安裝成本，提升聚焦精度。
         熔鹽集熱管：與傳統(tǒng)槽式光熱系統(tǒng)的傳熱介質(zhì)導(dǎo)熱油相比，熔鹽的使用溫度可達(dá)到550℃以上，可以直接進(jìn)行儲(chǔ)熱，而且價(jià)格低，安全可靠，從而顯著提高電站效率。
熔鹽集熱管面臨的技術(shù)難點(diǎn)有兩個(gè)，一是需要耐高溫涂層：目前的選擇性吸收涂層在高溫下運(yùn)行易分解或脫落，穩(wěn)定工作溫度不超過(guò)400℃，這是槽式技術(shù)采用熔鹽做傳熱介質(zhì)的障礙之一，研發(fā)耐550℃高溫的選擇性吸收涂層為集熱管技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向。
        二要增加耐腐蝕性，若采用熔鹽做傳熱介質(zhì)，其所含的氯離子等雜質(zhì)將對(duì)金屬內(nèi)管造成腐蝕，需采用抗腐蝕的金屬材料內(nèi)管，或改進(jìn)熔鹽的成分，降低其腐蝕性。
        DSG集熱管:DSG直接蒸汽發(fā)生技術(shù)采用水直接產(chǎn)生蒸汽，可省去多級(jí)換熱流程，其運(yùn)行溫度可以提高到450℃以上，系統(tǒng)效率和成本效益提升明顯。
        DSG集熱管面臨的技術(shù)難題是需要承受更高的運(yùn)行壓力，選用導(dǎo)熱油做傳熱介質(zhì)對(duì)集熱管造成的壓力不高于4Mpa，但如果采用水做工質(zhì)，則需要耐壓在10Mpa以上，這對(duì)真空集熱管的耐高溫性能、承壓能力及可靠性都提出了更高的要求。
        大尺寸集熱管:光熱發(fā)電系統(tǒng)的聚光比是指采光面積與吸收體面積的比值，聚光比越高，電站運(yùn)行溫度就越高，從而提高發(fā)電效率。因此，更大尺寸的不銹鋼內(nèi)管外徑在單位長(zhǎng)度內(nèi)可傳輸更多熱量，有效降低廣場(chǎng)系統(tǒng)的整體投資。
        但僅僅只增大集熱管的尺寸，其聚光比將相對(duì)減小，不易達(dá)到高溫。因此，如果要增加集熱管尺寸，反射鏡系統(tǒng)的尺寸也需隨之增大。
目前國(guó)內(nèi)外多家集熱管廠商都推出了內(nèi)徑90MM等不同規(guī)格的大口徑集熱管，以滿足創(chuàng)新型大開口集熱器的配套需求。
        槽式集熱器
        大開口：從集熱器更新迭代趨勢(shì)來(lái)看，最大的特點(diǎn)就是開口面積越來(lái)越大，傾向于大型化以提高聚光比。
        輕質(zhì)化：比如奧地利HELIOVIS AG推出的充氣型薄膜槽式集熱器HELIOtube，其可通過(guò)簡(jiǎn)單的卷裝方式批量生產(chǎn)運(yùn)輸，抗風(fēng)性能佳。最關(guān)鍵的是，集熱器原材料的徹底轉(zhuǎn)變，可大幅降低電站的集熱成本。
         定日鏡
        獨(dú)特鏡面設(shè)計(jì)：目前大多數(shù)定日鏡的形狀一般呈方形或矩形，Schlaich bergermann partner（SBP）公司開發(fā)出了采用獨(dú)特五邊形設(shè)計(jì)的Stellio定日鏡，呈中心對(duì)稱結(jié)構(gòu)，用料少，材質(zhì)堅(jiān)固，且聚光均勻，抗風(fēng)性能佳，凈采光面積47.5平方米，目前已應(yīng)用于中電工程哈密50MW熔鹽塔式電站，由武漢圣普太陽(yáng)能科技有限公司負(fù)責(zé)生產(chǎn)。
        支架結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：傳統(tǒng)的定日鏡裝置多是“蘑菇型”，但龍巖智康太陽(yáng)能科技有限公司推出了一種中國(guó)特色的“中式樹型定日鏡”，該公司稱，與蘑菇型鏡架相比，其鏡架結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)，抗風(fēng)性能強(qiáng)，安裝維護(hù)方便，精度可與機(jī)床媲美。
         此前，該公司第二代樹型定日鏡已經(jīng)通過(guò)了中科院延慶太陽(yáng)能基地的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果顯示，在11m/s風(fēng)速下其跟蹤準(zhǔn)確度達(dá)到3.5mrad的概率為93.7%。
         美國(guó)創(chuàng)業(yè)公司Skysun研發(fā)的“聯(lián)動(dòng)定日鏡”則進(jìn)行了更大突破，其將多個(gè)定日鏡集中固定在同一個(gè)支架上，利用共享的驅(qū)動(dòng)電機(jī)和支架。據(jù)悉，采用該設(shè)計(jì)電站的總體安裝成本有望降低一半左右，該項(xiàng)目目前正在美國(guó)能源部SunShot計(jì)劃的基金支持下推進(jìn)。
         Skysun聯(lián)動(dòng)定日鏡樣機(jī)
        定日鏡無(wú)線控制系統(tǒng)：無(wú)線控制系統(tǒng)可以大幅減少太陽(yáng)島電纜使用量，從而大大降低太陽(yáng)島的施工成本，目前該技術(shù)已在以色列Ashalim1塔式光熱電站等項(xiàng)目上得到應(yīng)用。
        吸熱器
        在吸熱器方面，目前塔式光熱電站所使用的吸熱器一般是水工質(zhì)或熔鹽工質(zhì)吸熱器，一般情況下，熔鹽吸熱器的運(yùn)行溫度不超過(guò)600℃，國(guó)內(nèi)外一些光熱技術(shù)公司都在研究可承受更高溫度（1000℃甚至更高）且耐腐蝕的吸熱器，以適應(yīng)傳統(tǒng)的蒸汽輪機(jī)以及新型的超臨界二氧化碳渦輪機(jī)。
        新型熔鹽
系統(tǒng)運(yùn)行溫度是削減光熱發(fā)電成本的關(guān)鍵因素，目前商用光熱發(fā)電系統(tǒng)的最高運(yùn)行溫度為565℃，有待進(jìn)一步提高。為此，包括阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等在內(nèi)的多家美國(guó)科研機(jī)構(gòu)及院校正在開展將氯鹽作為光熱電站新型工作介質(zhì)的相關(guān)研究，這種氯鹽的最高運(yùn)行溫度達(dá)750℃。
        超臨界二氧化碳技術(shù)
通過(guò)超臨界CO2布雷頓循環(huán)系統(tǒng)來(lái)提升光熱電站的運(yùn)行效率，同時(shí)降低光熱電站成本，使其更具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
該技術(shù)所構(gòu)建的系統(tǒng)涉及到很多對(duì)性能要求較高的原材料和設(shè)備零部件，如超臨界二氧化碳渦輪機(jī)、耐氧化，耐熱機(jī)械的陶瓷復(fù)合換熱器等，目前以美國(guó)能源部（DOE）為代表的全球多個(gè)科研機(jī)構(gòu)正在加快推進(jìn)超臨界二氧化碳光熱發(fā)電技術(shù)商業(yè)化。
        此外，相比其它可再生能源發(fā)電技術(shù)，光熱發(fā)電項(xiàng)目的規(guī)劃部署相對(duì)有限，但隨著國(guó)際范圍內(nèi)的新增項(xiàng)目不斷增加，成本也將會(huì)明顯下降；同時(shí)，由于開發(fā)商和各參與方經(jīng)驗(yàn)越來(lái)越豐富，供應(yīng)商和EPC總承包的風(fēng)險(xiǎn)邊際也會(huì)降低。