以“溢出”方针，推动更高温度太阳热能技能商业化

当地时间9月27日至10月1日，在SolarPACES 2021大会（世界太阳能发电和热化学大会）在线举行。会议期间，德国波茨坦大学（Potsdam University）高档可持续性研讨所方针研讨人员在陈述中，提出了一项促进高温聚光太阳能热发电(英文简称，CSP或CST) 技能的方针主张。

图片来历：R.Thonig; J.Lilliestam 在 SolarPACES 2021大会上的陈述

方针研讨人员Richard Thonig和Johan Lilliestam在陈述中提出了，要更快地将高达1500℃温度的太阳能技能商业化。并表明：当今商业运营的太阳能热发电在热电出产和中温工业进程中，基本上是在400℃至600℃温度下运转。但推进碳减排和完结碳中和是咱们这个年代的巨大应战之一。虽然电力部分处于领先地位，但工业流程和航空等其他部分相对比较落后，需求在未来30年内大规划布置预商业技能以完结气候中和。

就现在而言，全球的科学家在高达1500℃的太阳热化学方面现已进行了许多研讨，如，Sandia in the US（美国桑迪亚国家实验室）、DLR in Germany（德国航空航天中心）、ETH in Switzerland（瑞士联邦理工学院）、King Saud University in Saudi Arabia（沙特阿拉伯沙特国王大学）等研讨机构都提出了在更高温度下的太阳能热发电在工业热和太阳能燃料范畴的研讨课题。

但怎么更快地发动“太阳热能”的商业化，以完结无碳未来？该陈述提出，太阳能热发电技能方针应鼓舞高温文模块化，以完结“溢出”效应。

什么是“溢出”？

“溢出”效应发明了一个更大的商场，Thonig表明，“假如在规划方针时，咱们是否能够让一种CST或CSP技能能够扩展或开展，有利于其在其他部分运用的方针形式，如，树立太阳能热化学或高温热运用时，这些运用程序中的任何一个的开展都很或许也会促进另一个运用程序的开展。因而，一个运用程序的改善也会对另一个运用程序带来优点。”

“溢出”的一个比如是CSP中储热体系现已“溢出”到另一个独立运用程序中，该运用程序初步被马耳他等CST公司商业化。实际上，太阳能集热器的工业热运用也是如此，“咱们现已看到槽式太阳能热发电技能在太阳能工业进程热中起到十分好的效果，并衍生出许多中温太阳能热运用产品。”Thonig指出，如，槽式CST可在区域供热、工业枯燥，以及加热至约400℃后用于太阳能热代替化石燃料等范畴的运用。

但关于制作钢铁和出产水泥等高温工业，或运用于制作氢和航空燃料等热化学进程，咱们需求加速高达1500℃的太阳能热运用技能更快速开展。

Richard Thonig和Johan Lilliestam以为，太阳能RFP（寻求主张书）应该鼓励更高温度的CST和CSP技能，由于这也将有助于发动太阳能燃料等十分高温的CST运用。

图片来历：R.Thonig、J.Lilliestam在SolarPACES 2021大会上的陈述

拍卖应付出高温CST的酬劳

“因而，假如您想为高温CST运用供给溢出效应，那么，在您将新开工的太阳热发电项目RFP中，需求在项目中供给一些热量供给。”Thonig说，“热量是临界点，它需求的是太阳能吸热器出口温度。这也是太阳能热发电的要害部分，与抵达涡轮机的温度有关。”

该太阳能吸热器温度很重要，由于在CST中，热量直接从太阳能集热场中提取，以催化化学反应或重新排列分子以制作新材料。

这与在400℃至600℃温度下，以热方法发电的太阳能热发电技能不同，由于其间没有触及热化学的涡轮机和发电机功率块（当它不作为热电联产运转时）。

取而代之的是，关于高温CST，太阳能集热场有必要到达更高的精度，由于吸热器和潜在的蓄热器有必要在700℃到1500℃更高的温度下运转。

虽然这种高温CST技能还处于起步阶段，也只要来自Synhelion、Helioheat和Heliogen等草创公司的前几个项目处于试点阶段。但未来，太阳能热化学有或许满意咱们对绿色氢和太阳能航空燃料的一切全球需求。

那么，咱们怎么在短时间内扩展规划呢？

“咱们怎么为没有槽式等太阳能热发电技能，或化石代替品老练的新式塔式太阳能热发电供给某种立异溢价呢？为了完结这一方针，咱们需求改动大多数当地方针制定者的观点，他们最关怀的是现在取得绿色氢的最廉价的途径。”他弥补说，“强制性和可再生配额，或碳税无助于依然贵重的技能的立异。”加

加强世界合作，自愿联盟

Thonig以为，我国和西班牙现已做好了发动新的高温CST工业的预备，他们现已经过维护其太阳能热发电职业前驱出资树立了一个经用的供给链。

全球许多阳光充足的区域，将获益于这种需求杰出DNI的未来技能。其间包含，智利、澳大利亚，美国西南部，中东和北非；尤其是在美国的德克萨斯州，西澳大利亚州和沙特阿拉伯，他们能够运用现有的海港基础设施来运送燃料，这将为新的太阳能燃料职业供给一个快速的初步。

假如各国联合尽力，将高温CST从商业化前的试点推行到大规划运用，那么成功的时机最大。但咱们需求一个新的“自愿联盟”。