CSPPLAZA光熱發電網報道：在光熱發電四種主流技術路線中，槽式技術相對更加成熟，商業化驗證程度也更高，其裝機量在目前已建成光熱發電項目裝機量中占比約80%。而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效率提升開始發力，在全球范圍內開始得到大規模部署。

如何降低塔式光熱發電技術的成本已成為各光熱國家關注的焦點問題之一。近日，來自德國宇航中心DLR的塔式太陽能熱發電系統研究主管Reiner Buck發表了一篇名為Solar Tower System Temperature Range Optimization for Reduced LCOE的論文。在該論文中，Buck闡述了塔式光熱發電系統可通過采用運行溫度范圍更大的新型傳儲熱介質來降低平均化電力成本（LCOE）的觀點。

目前塔式光熱電站普遍采用熔鹽作為傳儲熱介質，而熔鹽的高熔點、腐蝕性等特質決定了其在光熱電站中的運行溫度須保持在290℃~565℃的范圍內。Buck在其研究中則使用了鋁土礦顆粒來代替熔鹽作為塔式光熱系統的新型傳儲熱介質。

鋁土礦顆粒是一種易獲取且性質較為穩定的砂狀材料。在光熱電站中，鋁土礦顆粒的運行溫度為400℃~1000℃，溫差高達600℃，而熔鹽運行溫度為290℃~565℃，溫差還不到300℃。

由于鋁土礦顆粒重量較大，如何確保其在塔式電站中的順利“流通”成為一個不小的難題。Buck對此提出了新的想法。他表示，多個吸熱塔可“共享”同一個常規島模塊，顆粒則被置于隔熱容器內，并通過自動卡車而實現吸熱塔與常規島之間的“往返運行”。

按照Buck的設想，熱顆粒與冷顆粒將分別需要三個隔熱容器來“運輸”。根據顆粒流速，卡車可以服務于一個或多個吸熱塔。

Buck表示，“使用帶有隔熱容器的卡車來運輸這些顆粒可能是效率最高且成本最低的選擇，很顯然，這樣做可以避免熱量損耗且可節省保溫成本。”

而在每個吸熱塔的塔頂，將分別配置由Buck及他的研發團隊共同研發的旋轉離心式吸熱器。這種吸熱器被命名為“CentRec?”。“CentRec?”中有一個像水泥攪拌機一樣的旋轉室，可施加離心力以保持顆粒沿著室壁運動。

目前“CentRec?”的運行功率不高于50MW，但Buck表示不排除未來其功率將有進一步提升的可能。

另外，在Buck的試驗中，他并未選擇為電站配置超臨界二氧化碳循環系統，而是選用了常規620℃蒸汽循環系統，Buck指出這將不會對他的試驗結果產生影響。

Buck的試驗結果證明了介質運行溫度范圍擴大對塔式電站LCOE的影響。下圖曲線顯示了擴大溫度范圍的好處：溫度范圍越大，LCOE越低。

如圖顯示，若顆粒進口溫度為400℃（綠線），那么若顆粒進出口溫差為300℃，電站LCOE將為0.061歐元/kWh，若顆粒進出口溫差達到600℃，電站LCOE將降為0.056歐元/kWh。

同理，若顆粒進口溫度為500℃（藍線），那么若顆粒進出口溫差為200℃，電站LCOE將為0.064-0.065歐元/kWh，若顆粒進出口溫差達到500℃，電站LCOE將降為0.057歐元/kWh。

附英文原文鏈接：A Novel Way to Cut Cost in Tower CSP