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光热发电“钱景”无限 让阳光热能不止用来洗澡

2015-07-08 17:17 作者: 来源: 本站 浏览: 467次 字号:

摘要: 地球在46亿年中一直仰赖太阳提供的光和热维持运转生息,阳光普照,万物生长。随着人类社会的发展,作为世界上最廉价、储量最大的能源,太阳能的作用越来越被重视。中国日前向联合国气候变化框架公约秘书处提交的应对气候变化国家自主贡献文件中明确提出:到2030年,中国...

地球在46亿年中一直仰赖太阳提供的光和热维持运转生息,阳光普照,万物生长。随着人类社会的发展,作为世界上最廉价、储量最大的能源,太阳能的作用越来越被重视。中国日前向联合国气候变化框架公约秘书处提交的应对气候变化国家自主贡献文件中明确提出:到2030年,中国非化石能源占一次能源消费比重要达到20%左右。太阳能具有稳定、环保和安全的特质,善用太阳能,必然会有力帮助中国完成2030年目标。

目前,对太阳能光能的利用主要集中在光伏发电领域;而对太阳能热能的利用,大多数人的认识还只局限在太阳能热水器。事实上,太阳热能的作用,远远不止于提供洗澡水。光热发电,就是一项能够充分利用太阳热能的技术。


资料图

光热与光伏:一对“孪生兄弟”

提起光热,就不得不提已经被大众熟知的光伏。作为一项清洁能源技术,光伏发电在中国的发展已经颇具规模,它通过多晶硅等半导体材料所制成的太阳能电板,利用光照产生直流电,在经过逆变器转换成交流电之后,就可以输送进电网。但由于光伏发电系统利用的是太阳光能,所以在没有光照的时候,譬如夜晚,系统便无法运作,导致电压不稳、夜间不能持续供电等问题。

而光伏的“孪生兄弟”光热,利用的则是太阳热能。光热发电技术源于上世纪80年代,经过近三十年的发展,已形成槽式,塔式、线性菲涅尔式、碟式四种光热发电系统,其中槽式发电系统现阶段应用最为广泛,技术最为成熟。数以万计的槽式反光镜将阳光聚焦到集热管上,加热集热管中的热熔盐,然后将吸聚热能的热熔盐输送到蒸汽热交换器中,产生蒸汽推动涡轮机,带动发电机发电。由于光热发电可以将白天存储的多余热量保留到晚上发电,所以能保证电站在夜间也可以提供持续稳定的电流。

光热发电的优势在于对并网友好、发电稳定、储能可控,最有条件逐步替代火电承担基本电力负荷。这项无污染,不间断输出的技术被人类寄以厚望。

光热发电现实发展中的困境

既然光热发电具有如此优点,为何鲜少见到它的身影呢?原来,光热发电在实施中遇到了不少困难。

首先是技术难点:光热发电系统要经过热能→机械能→电能的复杂过程,比起光伏的直接从光能转化为电能,需要的生产环节多,而且每个环节均需要可观投资。太阳能集热场部分是光热电站的核心技术,也占据整个电站成本40%以上。此外反射镜必须抵挡6级大风和大颗粒沙石,冰雹的袭击,并且要能够保证在恶劣的环境下至少使用20年以上。

另外,相比光伏发电,光热发电对场地要求很高。土地斜率、平整度必须达到特定角度,对工作温度要求较高,只有直射光照才能满足运行需求。在戈壁、沙漠等大范围光照强烈的地区比较适合推广。

在市场方面,由于发展时间短,光热发电行业的成熟度比不上风电和光伏,我国光热还没有形成稳定的产业链,目前示范性项目还是主导,依靠市场运作实现盈利的项目非常少,同时上网电价等问题也困扰着光热发电的市场推广。


资料图

政策支撑:国家的决心和力量

虽然光热发电在实施中遇到问题,但其清洁、稳定、安静、能耗小等种种优点还是注定这种太阳能利用方式的良好前景。国家也出台相关政策,助力光热发电的推广前进。

2014年12月,国家能源局发布《国家能源局综合司关于做好太阳能发展“十三五”规划编制工作的通知》。通知中指出,“各地区可根据本地实际情况确定太阳能利用的主要类型,重点包括太阳能光伏发电和太阳能热利用,具备太阳能热发电工程建设条件的地区,还应包括太阳能热发电的内容。”

此外,这份通知还详细规定了太阳能热发电规划研究内容:“太阳能热发电重点区域及规模、重点项目选址及建设条件、技术路线和技术经济性研究等。 ”

在国家能源局2015年4月发布的《国家能源局综合司关于进一步做好可再生能源发展“十三五”规划编制工作的指导意见》中,也明确指出“具备开展太阳能热发电的省份,要提出太阳能热发电基地及重点区域布局。”而“十三五”太阳能热发电技术的发展前景,也成为了此份指导意见中,要求相关单位系统分析的内容。

“钱景”无限 莫负阳光

自2010年起,全球光热发电装机迅猛增长,目前已超过4吉瓦(GW),其中新兴市场表现尤为抢眼。据国际能源署(IEA)预测,到2050年全球装机容量可达982吉瓦(GW),一个产值万亿的市场正在成型。

光热发电进入人类的视野才只有三十多年的时间,在全球已成井喷之势。 我国由于光热发电产业起步较晚,至今仍没有一个50兆瓦(MW)级的商业运行电站。但伴随着光热发电在中国能源结构中战略地位的提升,光热发电有望获得更多的政策倾斜,产业投资有望迎来井喷。截至2014年底,我国已建成实验示范性太阳能光热发电站(系统)6座,装机规模约13.8兆瓦(MW)。长期以来阻碍中国光热发电产业化进程的政策壁垒正在被逐渐打破。国家能源局已基本确定了我国光热发电产业发展的进度表,即2014年-2016年通过示范电价政策扶持完成一批商业化示范项目建设,2017年进入大规模开发建设阶段。

太阳已经照耀了地球46亿年。稳定、低廉、清洁的太阳能是大自然提供给人们的无私馈赠。人类仰赖自然繁衍生长,如何更好地利用这份馈赠,如何让人类生活发展更加不悖于自然的生息规律,是我们前进时必须要思考的问题。光热发电技术,是人类利用自然无私馈赠的一种方式,是人类回答这个问题的一种答案。让我们书写好这个答案,莫负阳光、莫负自然。

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