出品：科普中国

作者：寒木钓萌（科普创作者）

监制：中国科普博览

如果一个人，他从未听过，也从未见过塔式光热电站，那么当其在高空看到荒漠里那上万片镜子和中间那座高塔时，他真有可能会发出这样的感叹：这是外星科技吧？

塔式光热电站，全称“塔式熔盐光热电站”，其视觉效果带来的科技感就是这么强。

敦煌100兆瓦熔盐塔式光热电站

（图片来源：中国政府网）

物美价廉寿命长

虽然科技感十足，但塔式光热电站的原理却十分简单。总结起来就是，具有定日功能的大量平面镜将阳光反射到塔的顶端，并在那里将熔盐加热到500摄氏度以上，之后通过高温熔盐发电。

这跟火力发电厂使用燃煤加热水蒸气，再通过水蒸气发电是类似的。

新疆伊吾县淖毛湖镇，光热发电站里的1.4万余面定日镜将集热塔照得发亮

（图片来源：中国政府网）

那么，如何拥有这样一座高塔呢？从大的方面来说，需要的东西分别是：

太阳光，它相当于火力发电站中的煤。

镜场，也就是铺设平面镜的地方。

带有定日功能，并负责支撑反射镜的金属架、平面反射镜、熔盐、发电装备包括汽轮机和发电机等。

镜场

（图片来源：中国政府网）

这一套设备可以称得上是物美价廉。

太阳光于光热电站来说，正如天然气发电厂中的天然气，火力发电厂中的煤。太阳光永远免费，这是支撑所有光热发电的最大前提条件。

镜场的选址常常是在荒漠戈壁，这些地方的地价很低廉，有的地方甚至是免费提供。

反射镜就是平面镜，跟各家各户使用的平面镜在本质上没有区别。只不过，为了抗风沙，硬度上会有不同。为了最大效率反射太阳光，透过率也会有不同。然而，无论再怎么不同，其本质还是一块平面镜而已。海量生产，加上各种技术和设计优化后，其成本必然会下降。

反射镜

（图片来源：中国政府网）

熔盐，目前常用的是60%的硝酸钠和40%的硝酸钾混合而成的熔盐，它通常被称为“太阳盐”，但这只是一个暂时的称呼。目前，各国都在加紧研究下一代更便宜且性能更强的熔盐。例如，利用氯化钠（家用食盐）、氯化镁、氯化钾混合而成的熔融氯盐，就是中国和其他国家研发的重点。

不管下一代熔盐是什么，有两点是可以确定的，其储热和导热性能更强，同时成本会更低廉。

最难以降低成本的是发电装备中的汽轮机和发电机，因为这两种装备已经发展数十年了，技术早就成熟，能压缩成本的地方早就压缩殆尽。

除了汽轮机与发电机以外，实现定日跟踪功能（即可以自由转动的金属支撑架）的装备成本也不菲。这种装备第一次设计时成本最高，但若技术定型，后续项目开始批量化生产时，其成本主要体现在材料上，所以其成本并不会降太多。

光热电站的各种材料都很经久耐用，比如说平面反射镜的寿命，读者们是可以想象出来的。还有一个是熔盐，其寿命也很长，凡是不能支撑30年使用寿命的，它们都难以成为下一代熔盐的备选。

可能有的读者会反驳，塔式光热电站目前的建设成本还比较高，跟其他的发电技术相比，怎么能称之为物美价廉呢？

这其中很大一部分原因是，国内很多项目还处于“示范”阶段。

核电已经在发展第四代，火力发电也走完好几代了，而塔式光热电站甚至连第一代都还没有走完。以第一代的成本去对比其他已经发展好几代的行业，显然不公平，塔式光热电站的发展仍值得期待。

双重属性：储能与环境改造两不误

由于塔式光热电站使用熔盐储热和导热，所以其天生就自带“储能”功能。结果就是，其不但白天能发电，夜里也能发电。

自带储能功能，这是其有别于太阳能发电和风力发电最大的地方。

对于一块户外的平面镜，当其上面覆盖不少沙尘时，如果用普通抹布去擦拭的话，坚硬的沙子容易将玻璃刮花，不可取。

工作人员正在对定日镜进行日常维护

（图片来源：中国政府网）

较低成本的方式是使用吹风机吹气，将镜面上的沙尘吹掉，然而吹掉的沙尘又会漂浮到其他镜面上。

所以，最高效的方式莫过于从上到下使用水冲洗。结果就是，原本不长草的荒漠戈壁在不时得到水的浸润之后，必然会长出大量的草，草具备一定的水土保持作用，有了草就有了羊。

看到这里，聪明的你一定明白了，环境改造就是塔式光热电站自带的另一个属性。

尽管现在看来，敦煌市100兆瓦塔式光热电站的地面和周围还是黄黄的一片土，但是五年后再来看时，它的周围会不会变绿呢？

敦煌市100兆瓦塔式光热电站周围的黄土

（图片来源：中国政府网）

我们期待这个回答是肯定的。若能叠加环境改造，这会让塔式光热电站走得更远。

便于扩大规模

我们有理由相信，当塔式光热电站继续发展，其主要技术不断迭代，比如低成本高性能的熔盐，以及造价更低的反射镜和支架，再叠加规模优势后，那么其发电成本将有望大幅降低。

而当这一天真的到来后，那么其大规模出现就是一种必然。

敦煌100兆瓦塔式光热电站

（图片来源：卫星地图截图）

上图是敦煌100兆瓦塔式光热电站卫星地图截图。问题来了，既然这个地方可以建，那么，其周边可以吗？

未来建造选址设想图

（图片来源：作者根据卫星地图截图制作）

毫无疑问，当塔式光热电站各项技术在未来得到更多迭代，成本大幅下降，且能稳定获得投资收益和环境改良收益时。不仅可以建，而且可以建的地方真是太多了。

结语

戈壁滩上闪闪发光的塔，既不是外星人不小心掉落在地球上的高科技，也不是人们种下的太阳。它是科学家们研发出的塔式光热电站。

尽管塔式光热电站还处于技术起步阶段，但得益于它的巨大优势，相信在不久的将来，沙漠上会出现许多这样的高塔，在储能发电的同时为沙漠带来层层绿意。

来源: 中国科普博览

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