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首航高科黄文博:创新是企业的生命线,光热发电在双碳下将迎来新的风口

2022.04.19 来自:搜狐智库

在北京2022年冬奥会开幕之际,位于甘肃敦煌光电产业园区的首航高科敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站,在8平方公里镜场内调动12000多面定日镜,拼组出北京冬奥会会徽和主题标语等巨幅图案,助力绿色冬奥。


首航高科敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站是我国乃至亚洲最大的光热电站,采用大容量熔盐物理储能方式,可昼夜不间断稳定发电。2018年12月28日并网发电,与火力发电相比,每年设计可减少二氧化碳排放约35万吨,相当于约1万亩森林的环保效益。


“整个光热电站有1万多面定日镜,它可以随太阳转动,把阳光聚焦在吸热器上。同时可以人为调度它,转动任意角度,根据需要编成不同的文字跟图案。”近日,首航高科能源技术股份有限公司董事长黄文博与搜狐财经《未来商势力》对话中说到。


首航高科长期专注于新能源、新技术领域,在电站空冷、光热发电等领域连续多年位列亚洲乃至全球市场占有率前茅。据黄文博介绍,目前首航高科在新能源方面主要聚焦在比较成熟的储能领域,把不稳定的能源变成稳定电源,未来热储能技术还可应用在电网侧、电源侧和用户侧,目前这个技术已经比较成熟地用在光热电站。


“首次航行,敢为人先,积极创新,追求卓越”,这是黄文博对于首航精神的解释。他认为,企业要有自己的精神使命,才能成功。长期以来,首航高科致力于清洁能源和节能环保的技术开发,在科研上大力投资,并且重视人才培养和技术储备。研发、人才、技术储备上的长期投入也成为首航高科在光电领域的竞争优势。


提起创新,黄文博认为,创新是一个企业发展的生命线。一直以来,首航高科就很重视产品的创新、工程的创新。首航高科100MW级塔式光热电站吸热器技术在2020年荣获中国可再生能源学会技术创新类一等奖;此外,首航《大型火电机组空冷系统优化设计与运行关键技术及应用项目》,荣获国家科学技术进步二等奖,该奖项是我国空冷行业获得的国家级最高荣誉。


随着双碳目标的提出,黄文博认为,光热发电将会迎来新的风口。光热发电相比风电光伏能源具有24小时持续发电,稳定可控的优势。双碳战略下,要大规模地建设清洁能源,就需要有大量稳定的电源,要进行光伏风电光热互相搭配。2021年10月24日,国务院发布的《2030年前碳达峰行动方案的通知》中指出,积极发展太阳能光热发电,推动建立光热发电与光伏发电、风电互补调节的风光热综合可再生能源发电基地,标志着国家对“光热+”概念的大力支持,“光热储能+多能互补”进入了快速发展期。随着需求越来越旺盛,规模化越来越大,光热发电也有望降本增效,凸显市场化优势。


作为一名创业者,黄文博认为,作为一名成功的创业者,首先要有敏锐的观察能力,有分析社会需求的能力。企业要服务于社会,满足适合社会需求而存在。“在这个基础上,找到符合自己优势,为社会提供服务,做利国、利民、利企、利己的事情。”黄文博说。


以下为对话精编:


未来商势力:目前首航高科在新能源方面主要聚焦的领域有哪些?


黄文博在双碳目标下,我国正在构建以新能源为主的新型电力系统,未来可再生能源将替代传统能源成为主要能源。以太阳能和风能为主的可再生能源具有间歇性和波动性,高比例的可再生能源装机会对电力系统的稳定运行带来巨大的挑战。大容量储能系统是可再生能源与电网融合的最佳方案。储能系统可以大幅提升电网的灵活性,可以提供电力系统的惯量支撑,补充电网调频能力。首航高科在热储能方面深耕了十来年,主要运用于太阳能光热电站。目前首航高科在新能源方面除了除了开发光热电站、光热加多能互补外,主要聚焦在比较成熟的热储能领域,把不稳定的能源变成稳定电源。


不管是电站空冷还是光热发电,都是以热交换技术为核心。热储能也是以热交换为主,加入一些其他系统,变成适合新时代需求的能源储存方式。


热储能,相对于电化学储能和电气储能,装机规模大,储能密度高,技术成本相对低,使用寿命长。相比空压储能跟抽水蓄能等,占地面积小,只需要两个储热灌,储热灌基本上是30米左右直径,成本相对更低,而且储能密度很高,对环境影响很小,且不受地理环境的限制。


它应用的范围也比较广,可以应用在电网侧、电源侧和用户侧。这种储能方式未来的前景比较大,目前这个技术已经比较成熟地用在光热电站。


未来商势力:在本届的冬奥会开幕之际,首航敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站拼组出了冬奥标志等巨幅图案。这个创意是怎么想到并实现的?


黄文博北京冬奥会提出“一起向未来”、“绿色办奥”的理念。而光热电站又是一个清洁、低碳、百分百利用太阳能的电站,所以它很契合“绿色办奥”的理念。


整个光热电站有1万多面定日镜,每个定日镜都可以调度、转动。它可以随太阳转动,把阳光聚焦在吸热器上。同时可以人为调度它,转动任意角度,根据需要编成不同的文字或者图案。所以我们想光热电站不只是能为绿色冬奥加分,而且能结合自身智能控制巨大镜场优势,自动变换镜子角度,在12000亩的戈壁滩上,将太阳光折射成不同冬奥图案,包括奥运五环、北京冬奥标志、冰墩墩等图案,为冬奥会加油,为各国运动员加油。


未来商势力:能否请您介绍一下敦煌光热电站?


黄文博敦煌光热电站是塔式熔盐光热发电,是我国首批的光热示范电站,目前也是中国乃至亚洲最大的光热电站。


塔式熔盐光热发电技术,是采用成千上万的反射镜,将收集的太阳光聚焦到一个中心点上,采用熔盐介质将聚焦的热能吸收并存储在熔盐罐,通过热功转换过程,将热能转化成电能。


2010年,首航高科开始开展太阳能热利用的攻坚克难工作,在天津建设塔式、槽式、碟式光热发电技术中试实验,2014年先后成功发电,通过专家评审,同时,在敦煌投资4.2亿元建设10MW熔盐塔式光热电站,2016年并网发电。同年,首航敦煌100MW熔盐塔式光热电站入选首批国家太阳能热发电示范项目,总投资28个亿,2018年并网发电,成为中国乃至亚洲第一座百兆瓦级光热电站,以上两个项目均配备有大容量、低成本、高稳定性的熔盐储能系统,分别正常运行了3年和5年,取得了大量实测数据和运行经验,充分展现了光热的新型储能系统优势,为风光热储互补协调的新能源发展模式奠定了坚实的基础。


有别于光伏电站,光伏是有光就发电,没光发不了电。光热电站的特点是能24小时平稳可控发电。可以把光聚焦、把热量储存,根据电网需要进行发电。所以它具有电网友好型的特点,能够根据电网的需要进行调峰、调频。


该电站是采用12000个的反射镜,专业术语叫定日镜。每面定日镜有115平米,由35片小镜子组成。这些镜子要随着太阳高精度的转动,要达到60分之1的精度,如果稍微偏一点点,能量就吸收不了。定日镜将收集的太阳光聚焦到一个中心点上,采用熔盐介质将聚焦的热能吸收并存储在熔盐罐,通过热功转换过程,将热能转化成电能。


一万多面定日镜围绕着吸热塔,遍布在方圆800公顷的场地内,在高精度RV减速机的驱动下,即使远在1.6公里以外,定日镜仍然能精确地将阳光反射到集热塔顶,将收集到的阳光反射并聚焦到巨型吸热器上。吸热器设置在260米高的吸热塔顶,由多根传热管组成朝外的吸热管屏,流体通过上升管到达吸热器并吸收聚焦阳光所产生的热量。我们采用流体材料是熔盐,熔盐是60%的硝酸钠和40%硝酸钾的混合物在220℃下就熔化成液体,这种液体具有良好的导热和流动特性。而且该流体具有较高的比热容和密度,因此工业界应用该物质作为传热介质和储存热量。


而塔式熔盐技术就是利用熔盐的这些特点把不稳定的太阳能储存成稳定的热能。熔盐储存在地面的两个可容纳3万吨熔盐的储罐中,其中一个低温储罐的储热温度为300℃,另一个为高温罐的储热温度高达565℃。通过塔式熔盐光热发电技术熔盐温度可从300加热到565摄氏度。低温罐内的熔盐在太阳升起后被泵打入塔顶部的吸热器。在吸热器内高速流动的熔盐吸收定日镜反射的光能。达到高温(565℃)后通过下降管流入热罐,并以高温的液态形式储存,日温降不超过2℃,热存储效率高达99%。这个能量收集过程也称为吸热过程。液态熔盐不但能收集能量,还可以储存大量能量,当电网不能完全消纳风电或者光伏发电等能源时,这些过剩的能源可以通过电加热系统,把低温熔盐加热成高温熔盐,并储存在高温罐中。


该储能系统可以把热能的收集和发电分离开来,发电时高温熔盐日夜不间断的流入蒸汽发生器,从水罐中来的水也同时进入蒸发器产生蒸汽,高温熔盐与水发生热交换产生蒸汽后汽轮机做功,熔盐得到冷却被送回冷罐,然后再次流回到塔上的吸热器或者吸收过剩能源进行重新加热,此过程不断循环。高温高压的蒸汽对汽轮机做功后,排入空冷器凝结成水后,返回水罐,需要时会返回蒸汽发生器。高温熔盐可产生高品质过热水蒸汽,驱动普通的汽轮机,在用电高峰时,以最大效率生产出源源不断的电能,中间无需转换。由于储罐可以储存大量的熔盐,满负荷发电下可以使用10到16小时,在太阳落山后依然可以像火电机组一样稳定发电。吸热过程和蒸汽发生过程是解列的,不耦合的,他们唯一参与连锁的只有储罐内的液位。也就是说该技术把发电过程与自然界的能量波动完全分离。蒸汽发电过程与传统的核电、燃煤以及燃气发电方式一样,为电网源源不断提供清洁、稳定、持续的优质电力。


未来商势力:首航高科作为国内同时掌握三种光热发电技术的企业,如何保持自己的竞争优势?


黄文博企业首先要有自己的精神使命。首航指的是“首次航行,敢为人先,积极创新,追求卓越”的首航精神。我们提出“让地球更美丽”的使命和“让天蓝、地绿、气净、水清、人和”的企业发展目标,围绕着发展目标,加大科研投资力度。


我们对科研很重视,重视人才培养跟技术储备,有一个国家级的企业技术中心和博士后工作站,有好几个系统的人才都在行业里边曾经做过很有代表性的项目。


我们主要致力于清洁能源和低碳环保的技术开发。比如把热电站发完电的乏汽冷凝成水的空冷岛,它曾经是国家十一五十大重大装备国产化的技术。我们把它攻克了之后,并逐步从300兆瓦级、到600兆瓦级、到1000兆瓦级进行研发,其中1000兆瓦级技术荣获得国家科技进步二等奖,并进行产业化,目前该机型市场占有率是最高的。


同时我们掌握中国乃至亚洲最大的光热电站的设计、制造、工程建设、工程运行维护的成熟经验及核心设备开发制造能力和经验,及拥有塔式、槽式的反射镜生产线、定日镜生产线、吸热器生产线,生产技术和先进生产工艺;拥有热储能系统的设计、制造和生产技术和工艺。


我们的研发、人才储备、技术储备都是聚焦于清洁能源跟节能低碳领域,而且我们持续加大研发力度,促进研发成果的精细化、产业化,提质降本增效。这些都成为我们的竞争优势。


未来商势力:首航高科在推动行业创新方面进行了哪些努力?


黄文博创新是一个企业发展的生命线。一直以来,我们就很重视产品创新、系统创新和工程创新。


比如我公司荣获国家科技进步二等奖的1000兆瓦级电站空冷系统,它是热电站的一个节水冷却系统,我们的技术创新不是简单把机组放大。当时国内只有60万机组,我们要做到100万的机组已经是全球最大了。要做到最大,首先是在微观创新,在换热器翅片上进行优化,从流体方面进行研究,让空气在换热气上逗留的时间更长,还要让它的导热性能更高,通过结构的改变,提高传热性,这些方面做了很多创新工作。然后反复进行风洞实验,确保换热效率最高,结构紧凑;其次,在宏观布局上创新,对结构进行推敲和反复进行力学分析及流体分析;还有对生产线上的生产精度和生产效率进行创新,提高产品质量,提高生产速度,降低产品造价。这些从微观到宏观,从产品到生产线,再到项目整体创新,提高产品的性价比,让用户用起来更放心、更省心,从而奠定了客户的粘性,市场占有率不断提高。


未来商势力:双碳目标的提出,对于电站空冷和光热发电市场有哪些影响?


黄文博双碳战略提出后,中国以煤炭为主的能源结构会进行调整,意味着核电站的占比会越来越高,新能源建设越来越多。电站空冷是对发电站的蒸气进行冷凝变成水的技术。以前大部分都是用在火电站上,但火电站建设减少了,也会相应减少。但在双碳战略提出来之后,市场上出现一个变化,很多原来获得许可的火电站的建设速度会提速,可能会增加空冷短期需求的增长。


火电站建设完之后,电站空冷的市场就会转向低碳领域转型,比如天然气电站、移动电站、生物式发电站、核电站,光热电站。


提出双碳战略之后,光热发电也会迎来新的风口。光热发电具有24小时发电,稳定可控的优势,双碳战略要大规模建设清洁能源,包含风电光伏等间歇性明显的能源,要建大量稳定的能源跟它搭配,就要光伏风电光热互相搭配。


国务院在2021年10月24号发了一个通知,要求大力发展光热发电+光伏、光热+风电,建设大型的清洁能源基地,大概每个基地按一千兆瓦及以上,一定要带储能,在这种基础上,光热发电的市场就会迎来新的一个风口。


未来商势力:未来将如何实现成本优势转化成市场的优势?


黄文博光热发电由多系统组成,每个系统要求精度高,必须要有专业的生产线。每个生产线的投资相对较高,如果只生产一套,成本就很高。所以要把成本优势转换成市场优势,首先是政策上的支持,有大量的光热电站建设,需求越来越旺盛,规模化越来越大,投资产出越来越多,成本才能降低,市场化的优势就能凸显。


我们正在研究更多高效能低成本的技术。当它在大规模建设、生产的时候,不需要再重复建设那些生产线,市场化的优势就凸显了。


未来商势力:如何看待我国光热产业的发展阶段,当前面临哪些挑战,您有哪些建议?


黄文博光热发电技术在我国处于起步阶段,国家的第一批示范刚建设完毕,起到示范引领作用。它的优势很明显,发展品质稳定、电能友好、可控、可调峰、调频。


随着国家提出双碳战略,它的需求量自然水涨船高,整个清洁能源的比例增高之后,光热肯定是其中不可或缺的组成部分,市场前景会很好。


从成本优势要转换成市场优势要有一个消化过程,由于光热发电行业处于初始阶段,需要投入大量自动化程度较高的生产装备,我国第一批示范项目装机少,所以成本相对高。但是光热发电自带储能,能为电网端、电源端、用户端提供储能,是以新能源为主导的新型动力系统的不可或缺的稳定器之一,从而产生了一个新的风口,势必拉动新的需求,光热发电产业迎来新的规模效应,从而促进光热产业成本下降,形成良性循环。


现在国家调峰有抽水蓄能电站,把用不完的电通过抽水机储存起来,要用电的时候开闸发电。光热发电自身带有这种功能,电力需求低谷的时候,把电变成热能储存起来,需要高峰时再发进行发电。且建设周期短、占地面积小、储能密度高、技术成本低、使用寿命长。


建议国家给储能的光热电站和抽水蓄能一样的调峰电价,那么目前光热造价比较高的现状能够得到缓解,带储能的光热能得到好的发展,能快速提高我国的储能比装机,为构建新型电力系统注入新鲜动力。


未来商势力:3月23日,国家发改委、能源局联合印发《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》,首航高科当天就公告了甘肃光伏制氢项目,首航高科对这个领域有哪些计划?


黄文博首航一直以来都关注清洁能源,我们的技术研发方向、人才储备、技术储备都围绕着清洁能源跟节能环保,进行研究跟开发。氢能也作为我们研究的方向之一,也在几年前就开始布局投入研发,本次公告恰好是公司在甘肃酒泉立项的清洁能源制氢、储氢项目公司设立完成公告与国家规划披露时间重合。在这之前,我们公司就为了更好开发当地太阳能资源而迁址到酒泉。那里阳光充沛,是我们的主战场。我们很多核心技术人员、项目上的管理、建设都在那里。同时政府也给我们一些配套的政策支持,包括光热配套、氢能配套的支持。


在国家推出之前,我们就在绿氢生产,还有氢的储存、氢的运输、氢的运用方面进行一些技术开发。比如利用绿色能源制氢,把能源转换成氢能,氢能又可以随时转化成热能、电能,也可以变成汽车的动力。


这个项目重点还是在制氢之后,开发储氢、运氢的压力容器也是环节之一,实现末端的加氢,跟汽车动力的氢运用、氢的应急电源、移动的应急电源都是我们研究跟开发的方向。


未来商势力:首航高科的营收结构上看,设备制造、光热发电都有较高的比例,你希望未来主业营收上实现什么目标?


黄文博随着国家双碳战略的提出,清洁能源的设备需求也会越来越高,设备制造是我们主要的营收方向。另外,我们光热电站的投资在有条不紊地进行,针对敦煌首航100MW光热电站进一步磨合,提高发电效率。随着发电效率提高,系统稳定,它的发电量会越来越多,这也是主要的营收之一。


首航除了设备跟电站运行的经验之外,还具备整个电站的建设经验、总承包经验。随着国家提出大型能源基地的建设,都配置相应比例的光热电站,不管从设备的供应或者工程的总承包,我们希望能为用户提供更专业、更有价值的的项目建设,在这方面产生相应的营收。


未来商势力:您也是清华EMBA的毕业生,在清华读EMBA最大的收获是什么?


黄文博 我本来是偏技术型的,当时为了补短板,提高宏观的管理跟决策,跟企业管理的理念来到清华。


除了学到很多企业管理的知识,开阔视野、更新理念、提高决策的能力以外,最大的收获还是结识了很多优秀的老师跟同学,同时也认识了很多校友。在经营过程中,如果碰到问题,都能及时找到相应的老师或者校友来排疑解难,这是我最大的收获。


未来商势力:你认为成为一名成功的创始人要具备哪些条件?


黄文博我认为作为企业的开拓者,首先要有敏锐的观察能力,有分析社会需求的能力。企业是服务于社会,满足适合社会需求而存在的,要大量调研社会存在的需求。在这个基础上,找到符合自己优势,为社会提供服务,做利国、利民、利企、利己的事情。



相关线下活动:


第十二届光热发电中国聚焦大会2022(2022年4月21-22日,中国北京)

第五届光热发电中东北非大会2022(时间待定,阿联酋迪拜)


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