從“光伏”到“光熱”太陽能發(fā)電異軍突起
據(jù)上海交通大學(xué)太陽能研究所所長沈文忠介紹，我國屬于太陽能資源儲(chǔ)量豐富的國家之一，年日照時(shí)數(shù)大于2000小時(shí)的地區(qū)面積約占全國總面積的三分之二以上，其中，有條件發(fā)展太陽能電站的沙漠和戈壁面積約為30萬平方公里，占我國沙漠總面積的23％，太陽能發(fā)電在我國發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
2011年4月，內(nèi)蒙古50兆瓦槽式太陽能項(xiàng)目中標(biāo)結(jié)果揭曉，大唐新能源股份有限公司以0．9399元／千瓦時(shí)的最低價(jià)中標(biāo)。有關(guān)資料顯示，內(nèi)蒙古熱發(fā)電項(xiàng)目總投資約16億元，每年可發(fā)電1．2億千瓦時(shí)以上。中國科學(xué)院電工研究所研究員馬勝紅介紹，這是我國首個(gè)光熱發(fā)電特許權(quán)招標(biāo)項(xiàng)目，這次招標(biāo)是“零的突破”，對(duì)我國發(fā)展光熱電站來說意義重大。
太陽能光熱發(fā)電的原理是，通過反射鏡將太陽光匯聚到太陽能收集裝置，利用太陽能加熱收集裝置內(nèi)的傳熱介質(zhì)（液體或氣體），再加熱水形成蒸汽帶動(dòng)或者直接帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。光熱發(fā)電有槽式、塔式和碟式三種系統(tǒng)。
其中，槽式技術(shù)在國外已大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，技術(shù)較為成熟，但發(fā)電過程需要大量用水；塔式技術(shù)與槽式技術(shù)相當(dāng)，也需要大量用水；只有碟式技術(shù)發(fā)一度電只需1．4升水，能適應(yīng)日照時(shí)間長的沙漠和戈壁地區(qū)，在三種光熱發(fā)電技術(shù)中轉(zhuǎn)化率最高。
中國電力科學(xué)院研究院副總工程師胡學(xué)浩認(rèn)為，由于太陽能光熱發(fā)電和火電一樣是通過蒸汽輪機(jī)，加上太陽能光熱發(fā)電帶有熱儲(chǔ)存系統(tǒng)，更有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)。目前光熱發(fā)電價(jià)格與光伏發(fā)電成本相當(dāng)，但是光伏發(fā)電沒有儲(chǔ)熱設(shè)備，而光熱發(fā)電可以采用儲(chǔ)熱裝置提供穩(wěn)定的電力輸出。如果考慮儲(chǔ)熱裝置，光熱發(fā)電的綜合價(jià)格比光伏發(fā)電要便宜些。
太陽能光熱發(fā)電技術(shù)已成熟
太陽能光熱發(fā)電在國際上已成為可再生能源的發(fā)展熱點(diǎn)。早在上世紀(jì)八十年代，國外就已建造了裝機(jī)容量500千瓦以上的各種不同形式的太陽能光熱發(fā)電站20余座，其中美國加州的碟式太陽能光熱發(fā)電一號(hào)及二號(hào)裝機(jī)容量分別達(dá)到了850兆瓦和750兆瓦，太陽能光熱發(fā)電已經(jīng)開始商業(yè)化運(yùn)作。
我國起步較晚，2007年6月1日，國內(nèi)首座70千瓦的太陽能塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)在南京通過鑒定驗(yàn)收。2010年7月1日，亞洲首座塔式太陽能光熱發(fā)電站在北京延慶動(dòng)工興建。
隨著國家對(duì)可再生能源的日益重視，光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅猛。據(jù)中國科學(xué)院太陽能熱利用與光伏系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王志峰介紹，“十五”期間，中國科學(xué)院電工研究所、工程熱物理所等科研機(jī)構(gòu)和一些太陽能企業(yè)，已開始了光熱發(fā)電技術(shù)的項(xiàng)目研究。目前，我國科學(xué)家已經(jīng)對(duì)碟式發(fā)電系統(tǒng)、塔式發(fā)電系統(tǒng)以及槽式聚光單元進(jìn)行了研究，掌握了一批太陽能光熱發(fā)電的核心技術(shù)，如高反射率高精度反射鏡、高精密度雙軸跟蹤控制系統(tǒng)、高熱流密度下的傳熱、太陽能熱電轉(zhuǎn)換等。
“就光熱發(fā)電而言，形成我國從基本材料、主機(jī)設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成的太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的時(shí)間不會(huì)太長了。”馬勝紅告訴記者，目前我國西部很多城市都在醞釀上馬光熱發(fā)電項(xiàng)目，國家在產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄中將光熱發(fā)電列為新能源鼓勵(lì)類中的第一項(xiàng)，對(duì)于光熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化而言是重大利好，而隨著相關(guān)設(shè)備規(guī)模化生產(chǎn)，光熱發(fā)電成本也將在“十二五”期間迅速下降。
針對(duì)未來我國光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)如何發(fā)展的問題，馬勝紅認(rèn)為，雖然光熱發(fā)電系統(tǒng)對(duì)國內(nèi)企業(yè)來說，技術(shù)門檻并不高，但在熱油循環(huán)、儲(chǔ)能以及熱交換等技術(shù)環(huán)節(jié)，國內(nèi)企業(yè)仍有待進(jìn)一步攻關(guān)，關(guān)鍵是在大系統(tǒng)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)上，還應(yīng)多向西班牙和德國學(xué)習(xí)。對(duì)此他建議，調(diào)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈各相關(guān)單位積極性，通過實(shí)際電站項(xiàng)目鍛煉提高，加強(qiáng)完善產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)測試手段和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。此外，政府應(yīng)加大質(zhì)量管控力度，建立起質(zhì)量評(píng)估體系。
光熱發(fā)電有望成為未來“主導(dǎo)能源”
太陽能發(fā)電在我國的戰(zhàn)略地位正在變得愈加重要。2010年國務(wù)院頒布的《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》明確提出要“開拓多元化的太陽能光伏光熱發(fā)電市場”。今年剛剛發(fā)布的“十二五”規(guī)劃綱要也再次明確了要重點(diǎn)發(fā)展包括太陽能熱利用和光伏光熱發(fā)電在內(nèi)的新能源產(chǎn)業(yè)。
日本大地震引發(fā)的核電站事故引起各國政府及業(yè)內(nèi)人士對(duì)新能源戰(zhàn)略的重新思考。核安全問題依然存在許多不確定性，在各國考慮削減核電發(fā)展計(jì)劃的同時(shí)，我國已經(jīng)開始全面審查在建核電站并暫停審批核電項(xiàng)目。
相對(duì)于風(fēng)電而言，國家在風(fēng)電產(chǎn)業(yè)政策上的微調(diào)，已經(jīng)通過此次產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄落到實(shí)處，未來不符合政策的風(fēng)電整機(jī)或零配件制造企業(yè)，將不會(huì)再受政策鼓勵(lì)。風(fēng)能是一種清潔的可再生能源，但風(fēng)具有間歇性，且風(fēng)速大小不穩(wěn)定，因此風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能大小也不穩(wěn)定。
而太陽能光熱發(fā)電以其與現(xiàn)有電網(wǎng)匹配性好、光電轉(zhuǎn)化率高、連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電和調(diào)峰發(fā)電的能力較強(qiáng)、發(fā)電設(shè)備生產(chǎn)過程綠色、環(huán)保，不產(chǎn)生任何有毒物質(zhì)等特點(diǎn)受到人們的關(guān)注。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，光伏和光熱發(fā)電都有著良好前景，二者并不是互相替代的關(guān)系，而是并行發(fā)展。“十二五”規(guī)劃綱要指出，“十二五”期間國家要以西藏、內(nèi)蒙古、甘肅、寧夏、青海、新疆、云南等省區(qū)為重點(diǎn)，建成太陽能電站500萬千瓦以上。
有關(guān)專家認(rèn)為，在全球低碳經(jīng)濟(jì)與新能源革命的大趨勢下，光熱發(fā)電極有可能成為我國未來份額最大的主導(dǎo)能源。
作者:王蔚、李新民
