CSPPLAZA光熱發電網訊：作為西餐正餐中最接近中國人飲食習慣的面點——意大利面在生產過程中主要需要小麥、水等原料以及能量。如何使美味意大利面的生產過程更加綠色？

目前，德國航空航天中心DLR正與包括全球最大面食生產商Barilla在內的十余家國際合作伙伴合作推進一項名為“用于靈活能源系統的高存儲密度太陽能發電廠”的研發項目（簡稱HiFlex項目）。

研究人員正在嘗試利用配置陶瓷顆粒儲熱系統的塔式光熱電站盡可能為意大利面的生產和干燥過程提供可持續的可再生能量，以將面食生產過程中所產生的碳排放不斷降低。

基于HiFlex項目，未來兩年內研究團隊將在Barilla位于意大利南部福賈的一個面食加工廠附近建造一個獨特的能源供應系統。HiFlex項目的合作伙伴們旨在利用該設施證明他們可以全天候利用可再生資源發電和供熱，并為面食加工廠的生產過程提供可靠和靈活的能源。

圖：位于意大利福賈的Barilla意大利面加工廠

研發合作伙伴之一的意大利Motionic Technology公司的項目總經理Gabriele Bertoni表示：“建設該系統的目的一方面是為了證明技術可行性，另一方面將證明該技術的商業可行性。”

據悉，該系統將采用塔式聚光技術，將建設包含約500個定日鏡的集熱系統（集熱面積約6000平方米）和20MWth的陶瓷儲熱系統（可24小時不間斷輸出800kWth的熱量）。定日鏡收集的太陽能將把位于塔頂吸熱器中的直徑只有1毫米的陶瓷粒子加熱至高達1000℃，然后高溫粒子可以儲存在一個大型保溫容器中。

圖：HiFlex系統工作原理

當需要能量時高溫陶瓷顆粒可以用于發電或者用于工業所需的高溫蒸汽，這種高密度儲熱系統意味著該供能系統即使在夜間也可以提供能量。當高溫陶瓷顆粒釋放出能量并冷卻下來后，將被轉移至另一個保溫容器并從那里被輸送回塔頂的吸熱器重新被加熱，如此循環往復。

同時，HiFlex項目團隊還設計了一種可以應對日照強度較低工況的解決方案。來自DLR太陽能研究所的Miriam Ebert對此表示，在日照不夠充足的條件下，我們考慮利用風能或者沼氣等可再生能源來加熱這些陶瓷粒子。

Barilla公司副總裁Luca Ruini表示，HiFlex項目為我們提供了一次試驗創新生產方法的機會，即利用太陽能這種可再生能源來生產意大利面。

Miriam Ebert介紹了HiFlex系統的幾個優點：1、該系統高度靈活，能夠在完全可持續的前提下，在不同溫度下為各種工業過程提供電能和熱能。2、利用陶瓷顆粒來儲存多余的可再生能源可以提高電網的穩定性，并可隨時根據需要釋放能量來補償供電波動。3、儲熱比儲電更具成本效益，隨著具有間歇性特點的可再生能源在整個能源供應體系中占比越來越高，這種可增加供能靈活性的技術對于未來的能源供應體系將至關重要。

據了解，為了建造和運營上述試驗系統，DLR貢獻了其在聚光太陽能系統、蒸汽發生器和材料領域等方面的專業知識。除了太陽能研究所，DLR的工程熱力學研究所（負責蒸汽發生器部分）和材料研究所（負責粒子開發）也參與了該項目。來自德國的私營企業HelioHeat公司則負責生產HiFlex系統的關鍵組件——CentRec太陽能接收器（該接收器在DLR開發并獲得專利）。

為什么要選擇陶瓷顆粒來儲熱？Miriam Ebert解釋道，與目前商業化光熱電站普遍采用的熔鹽介質相比，陶瓷顆粒可以承受更高的溫度，成本也非常低廉且不會對環境構成威脅。更重要的是，與熔鹽不同，陶瓷顆粒系統不會存在流體凍結的風險，因此不需要任何輔助加熱措施。

據悉，HiFlex系統的核心組件太陽能接收器已經在位于德國科隆附近的Jülich塔式太陽能熱發電試驗平臺成功進行了測試。一旦接收器明年順利交付意大利，該試驗項目就可以投入運行。

來自7個國家的十余家合作伙伴正共同致力于HiFlex項目，它們分別為：意大利Barilla（最終用戶）、德國Duermeier（負責顆粒運輸系統的設計和交付）、德國DLR（負責設計離心式顆粒接收器，電加熱器和備用加熱器系統、致力于設計由粒子CFD模擬支持的蒸汽發生器，該蒸汽發生器著眼于諸如粒子表征和粒子組成優化等材料問題）、德國HelioHeat（制造并交付離心式顆粒接收器，電加熱器和備用顆粒加熱器）、波蘭Indygotech Minerals（負責陶瓷顆粒的生產和交付）、比利時John Cockerill（負責粒子蒸汽發生器的基礎和詳細設計）、意大利Motionic Technology/Next Chem（負責項目協調和監督）、瑞士Quantis（負責HiFlex項目的環境和綜合可持續發展績效評估）、西班牙Sugimat（負責制造蒸汽發生器和冷凝器）和土耳其Tekfen（主要負責定日鏡和定日鏡領域的優化，詳細的工程設計和制造）。

作為歐盟地平線2020研究與創新框架計劃的一部分，歐盟為該項目提供了1350萬歐元的資金支持，DLR技術商業化部提供了額外的資金支持。