在近日召開的第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會上,恒基能脈新能源科技有限公司副總經(jīng)理李振國博士發(fā)表主題報告,深入解讀了“多塔一機”塔式光熱聚光集熱技術(shù)的創(chuàng)新突破,并分享了該技術(shù)在瓜州、玉門兩大項目中的商業(yè)化實踐。
作為光熱發(fā)電領域的深耕者,李振國博士通過具體案例展現(xiàn)了這一技術(shù)如何破解傳統(tǒng)塔式光熱電站的規(guī)模瓶頸,為行業(yè)規(guī)?;l(fā)展提供了清晰路徑。

圖:李振國
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“多塔一機”技術(shù):重構(gòu)塔式光熱電站的效率與規(guī)模邏輯
“傳統(tǒng)塔式光熱電站向大型化發(fā)展時,始終面臨一個核心難題——大鏡場遠端定日鏡效率急劇衰減。”李振國在報告中直指行業(yè)痛點。他解釋,2016年首批光熱項目多為5萬-10萬千瓦規(guī)模,當嘗試建設20萬、35萬千瓦及以上機組時,遠端定日鏡與吸熱塔的距離可能超過10公里,光程過長導致聚光效率大幅下降,甚至趨近于零,嚴重制約了光熱電站的規(guī)模化價值。
為破解這一困境,恒基能脈于2022年率先提出“多塔一機”技術(shù)方案,并在實踐中不斷完善。李振國介紹,這一技術(shù)的核心是“分散集熱、集中發(fā)電”:即通過多個獨立的聚光集熱單元(含定日鏡場、吸熱塔及吸熱器)收集熱量,高溫熔鹽匯入一套集中儲換熱系統(tǒng),最終驅(qū)動一套汽輪發(fā)電機組運行。

圖:多塔一機
▌技術(shù)定義與規(guī)模突破
“多塔一機”并非簡單的數(shù)量疊加,而是對電站系統(tǒng)架構(gòu)的根本性重構(gòu)。李振國強調(diào),該技術(shù)具有三個關(guān)鍵特征:聚光集熱系統(tǒng)包含2個及以上獨立單元,每個單元配備專屬定日鏡場與吸熱塔;儲換熱系統(tǒng)集中設置,統(tǒng)一收納各吸熱塔的高溫熔鹽;發(fā)電系統(tǒng)僅配置1套汽輪機組,實現(xiàn)“多塔供能、一機發(fā)電”的協(xié)同模式。
這種架構(gòu)讓光熱電站規(guī)模實現(xiàn)跨越式突破:兩塔一機可支撐100MW級機組,三塔一機覆蓋200-350MW,四塔一機可達350-500MW,五塔一機則能實現(xiàn)500-660MW容量,且所有規(guī)模機組的儲熱時長均可保持8小時以上?!爱攩螜C容量達到66萬千瓦時,光熱電站將從‘補充電源’升級為區(qū)域電網(wǎng)的‘調(diào)峰主力’,甚至承擔‘壓艙石’角色?!崩钫駠硎尽?/p>

圖:多塔一機
▌技術(shù)優(yōu)勢:從效率到成本的全維度提升
經(jīng)過瓜州項目驗證,“多塔一機”技術(shù)展現(xiàn)出八大核心優(yōu)勢,李振國逐一解析:
效率躍升是最顯著的突破。通過將大鏡場拆分為多個小鏡場,遠端定日鏡與吸熱塔的距離大幅縮短(如瓜州項目從傳統(tǒng)的10公里縮至800米),聚光效率顯著提升;中間區(qū)域的定日鏡可根據(jù)太陽位置靈活選擇聚光目標(如三塔系統(tǒng)中在A、B、C塔間動態(tài)切換),使整場年平均效率提升約6%,年發(fā)電效率增加0.9%。此外,大型汽輪機組與集中儲熱系統(tǒng)的匹配度更高,進一步降低能量損耗。
安全性與可靠性同步增強。單個吸熱塔高度從傳統(tǒng)的400米降至200米,吸熱器重量減半,結(jié)構(gòu)安全風險大幅降低;通過設置中繼泵,冷鹽泵揚程降低,核心設備故障率下降,系統(tǒng)冗余度顯著提升。
成本與運維優(yōu)化同樣突出。多鏡場交錯布置可節(jié)省用地,單套發(fā)電機組減少運維團隊規(guī)模(35萬千瓦電站運維人員可減少50%以上);獨立鏡場控制避免了傳統(tǒng)大鏡場的“網(wǎng)絡風暴”(數(shù)據(jù)擁堵導致控制延遲),搭配智算中心協(xié)調(diào)復用策略,控制效率提升60%以上。綜合來看,度電成本較傳統(tǒng)技術(shù)降低15%-20%。
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瓜州項目:全球首臺“兩塔一機”技術(shù)的商業(yè)化驗證
作為“多塔一機”技術(shù)的首個落地項目,三峽恒基能脈瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目成為行業(yè)關(guān)注的焦點。李振國介紹,該項目位于甘肅省酒泉市瓜州縣東側(cè),緊鄰G30高速公路,是全球首個“兩塔一機”配置的塔式熔鹽光熱電站,也是“光熱+風光”多能互補的標桿工程。

▌項目規(guī)模與技術(shù)配置
項目總建設規(guī)模為70萬千瓦,包含三大板塊:100MW熔鹽塔式光熱電站(采用“兩塔一機”技術(shù))、200MW光伏及400MW風電,通過330kV升壓站聯(lián)合并網(wǎng)。其中,光熱部分將80萬平米定日鏡場分為兩個獨立單元,每個單元配備40萬平米定日鏡與1座200米高吸熱塔,高溫熔鹽匯入集中儲熱系統(tǒng),儲熱時長8小時。

圖:瓜州70萬千瓦“光熱儲能+”項目
“這種‘光熱+風光’的組合,既能通過光熱的穩(wěn)定出力平抑風光的波動性,又能借助風光的低成本電量補充光熱調(diào)峰需求,形成1+1>2的協(xié)同效應?!崩钫駠忉尅?/p>
▌項目進展與行業(yè)意義
目前,瓜州項目已并網(wǎng)發(fā)電,進入消缺調(diào)試階段,預計2025年底正式移交運維團隊。從現(xiàn)場數(shù)據(jù)看,兩塔鏡場的平均聚光效率較同等規(guī)模單塔設計提升約8%,遠端定日鏡效率衰減問題得到根本解決。
該項目的技術(shù)突破已獲得權(quán)威認可:2025年1月,其“多塔一機塔式光熱電站聚光集熱系統(tǒng)”被國家能源局認定為“能源首臺套”技術(shù)成果,并獲得《甘肅省科技成果登記證書》。
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玉門項目:三塔一機技術(shù)升級,劍指200MW規(guī)?;瘧?/strong>
在瓜州項目基礎上,恒基能脈將“多塔一機”技術(shù)推向更高規(guī)?!耖T200MW光熱項目采用“三塔一機”配置,成為國內(nèi)首個突破20萬千瓦級的塔式光熱電站。

▌項目定位與技術(shù)亮點
玉門項目位于甘肅省酒泉市玉門市,是恒基能脈與多方合作開發(fā)的重點工程。項目光熱部分規(guī)劃容量200MW,儲熱時長8小時,核心技術(shù)亮點集中在三塔布置與鏡場復用兩大創(chuàng)新。
在三塔布置上,團隊經(jīng)過多輪測算選擇等邊三角形布局:“南北布置會導致定日鏡效率差異過大,東西布置可能增加熔鹽管道長度,而等邊三角形布局不僅降低地形依賴,還能通過靈活規(guī)劃常規(guī)島位置,利用重力勢能降低熔鹽輸送的廠用電比例,較傳統(tǒng)布置節(jié)電5%。”李振國解釋。


圖:“三塔一機”鏡場復用示意圖
鏡場復用則是另一大突破。中間區(qū)域的定日鏡可實時切換聚光目標,如夏至日早7點至傍晚5點,根據(jù)太陽高度角在A、B、C三塔間動態(tài)選擇最優(yōu)方向,使鏡場年平均效率提升約6%,相當于年增發(fā)電量超1000萬千瓦時。
▌項目進展與行業(yè)價值
玉門項目的推進節(jié)奏展現(xiàn)了“多塔一機”技術(shù)的商業(yè)化速度:2023年10月與合作方簽訂聯(lián)合開發(fā)協(xié)議,2024年2月完成政府申報,2024年10月在50余個競爭項目中憑借技術(shù)亮點通過“以評代審”,2024年12月取得全部審批文件。
“盡管受136號文影響在概算基金方面經(jīng)歷波折,但項目最終順利推進,印證了市場對‘多塔一機’技術(shù)的認可。”李振國表示,玉門項目的落地將驗證三塔一機技術(shù)在200MW級規(guī)模的經(jīng)濟性,為350MW、660MW級項目商業(yè)化鋪路。“當光熱電站規(guī)模與效率瓶頸被徹底打破,它將真正具備替代部分煤電的能力,成為新型電力系統(tǒng)的核心支撐。”
附:恒基能脈新能源科技有限公司介紹
恒基能脈新能源科技有限公司立足于光熱發(fā)電核心技術(shù)產(chǎn)品,專注于光熱發(fā)電的系統(tǒng)集成、裝備研制和工程建設,提供“光熱儲能+”新能源基地項目開發(fā)、投資、建設和運維的一站式解決方案。
公司總部位于北京,設有實驗基地和樣機生產(chǎn)基地;在全國進行多形式、多領域的產(chǎn)業(yè)化布局,在甘肅、青海、新疆、內(nèi)蒙等地已設立子公司;同時與中科院電工所等科研機構(gòu)開展緊密科研合作,為公司項目開發(fā)、投資、建設和運維提供有力支持。

截至2025年5月底,恒基能脈已授權(quán)發(fā)明專利18項,已授權(quán)實用新型專利51項,計算機軟件著作權(quán)登記39項。同時有近50項發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯@谏暾堉?。專利范圍涵蓋定日鏡、定日鏡控制系統(tǒng)、吸熱器等光熱發(fā)電核心設備以及熔鹽儲能領域。
恒基能脈新能源科技有限公司立足于光熱發(fā)電核心技術(shù)產(chǎn)品,專注于光熱發(fā)電的系統(tǒng)集成、裝備研制和工程建設,提供“光熱儲能+”新能源基地項目開發(fā)、投資、建設和運維的一站式解決方案。

公司目前為“國家高新技術(shù)企業(yè)”、“中關(guān)村高新技術(shù)企業(yè)”、“科技型中小企業(yè)”;“北京市專精特新中小企業(yè)”;公司與中國三峽新能源(集團)股份有限公司等合作伙伴聯(lián)合申報的瓜州項目的“多塔一機塔式光熱電站聚光集熱系統(tǒng)”獲得了《甘肅省科技成果登記證書》。
