納米高熵太陽能吸收涂層在百兆瓦塔式熔鹽光熱電站獲應用

太陽能光熱發電具有儲能和調峰調頻特性，與光伏、風電互補，是新能源安全可靠替代傳統能源的有效手段，也是加快規劃建設新型能源體系的有效支撐。塔式光熱發電具有良好的經濟性，是光熱發電主流技術路線。吸熱器是塔式光熱系統的核心部件，承擔著將太陽能轉化為熱能的重要作用，吸熱器表面涂覆的高溫太陽能吸收涂層被認為是光熱發電系統的“核芯”材料，對實現高效率光熱轉換和提高電站收益起到至關重要的作用。

中國科學院蘭州化學物理研究所清潔能源化學與材料實驗室低碳能源材料組高祥虎研究員、劉剛研究員團隊長期致力于塔式光熱發電光學材料與工程關鍵技術研發及工程應用。團隊突破了納米高熵高溫太陽能吸收涂層關鍵技術，研制了SolarShot1108高溫太陽能吸收涂層并實現了規模化制備，高溫工況下太陽能吸收率可達0.975。與國外產品相比，SolarShot1108具有更高的吸收率和更低的熱發射率，可有效提高光熱轉換效率和電站收益。2021年，SolarShot1108納米高熵太陽能吸收涂層在敦煌首航節能10MW塔式熔鹽光熱電站開展工程驗證并取得光熱電站使用業績。2023年該涂層在敦煌首航節能100MW塔式熔鹽光熱電站進行應用。

近期，項目團隊委托西安熱工研究院有限公司對SolarShot1108和國外產品在首航節能敦煌100MW光熱發電站吸熱器上進行了熱性能測試評估。結果表明，SolarShot1108納米高熵太陽能吸收涂層的整體性能優于國外產品；工程試驗測試表明，SolarShot1108納米高熵太陽能吸收涂層的整體吸熱率比國外產品提升約3.9%。此次熱性能測試評估結果，有力證明SolarShot1108納米高熵太陽能吸收涂層的技術優越性。

敦煌首航節能100MW塔式熔鹽光熱電站是國家首批光熱發電示范電站之一。鏡場總反射面積達140多萬平方米，占地面積780公頃，設計年發電量達3.9億千瓦時，每年可減排二氧化碳35萬噸，是目前全球聚光規模最大、吸熱塔最高、儲熱罐最大、建設周期最短、可24小時連續發電的100兆瓦級熔鹽塔式光熱電站。

2023年國家能源局發布的《關于推動光熱發電規模化發展有關事項的通知》提出，結合沙漠、戈壁、荒漠地區新能源基地建設，盡快落地一批光熱發電項目。力爭“十四五”期間，全國光熱發電每年新增開工規模達到300萬千瓦左右。

該研究成果將為光熱發電規模化發展提供技術支撐，為確保我國光熱發電行業發展安全作出貢獻。