光熱發(fā)電期待締造新能源奇跡

在光伏發(fā)電萎靡不振之時(shí)，它的“孿生兄弟”光熱發(fā)電卻迎來(lái)了春天。

前不久，國(guó)內(nèi)首座大規(guī)模應(yīng)用的太陽(yáng)能光熱發(fā)電站一期10兆瓦工程順利并入青海電網(wǎng)，二期40兆瓦工程2014年建成后，預(yù)計(jì)年發(fā)電量將達(dá)1.125億千瓦時(shí)。

光熱發(fā)電具有可儲(chǔ)能、可調(diào)峰、可實(shí)現(xiàn)連續(xù)發(fā)電、規(guī)模效應(yīng)下成本低等諸多優(yōu)勢(shì)，業(yè)界也期待著光熱發(fā)電成為新能源產(chǎn)業(yè)的另一片藍(lán)海。

不過(guò)，不少專(zhuān)家卻對(duì)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者表示，在國(guó)家激勵(lì)政策尚不明朗的情況下，處于起步階段的光熱發(fā)電要想締造新能源奇跡，仍需攻克關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備等諸多難題。

光熱發(fā)電仍需攻克關(guān)鍵技術(shù)和核心設(shè)備等諸多難題

不可小覷的力量

在北京延慶縣八達(dá)嶺長(zhǎng)城腳下的一片荒地上，上百個(gè)傘狀反射鏡像向日葵一樣追逐著太陽(yáng)，它們將太陽(yáng)輻射反射至一座塔狀的吸熱器中，再通過(guò)熱力轉(zhuǎn)化為電能。

這就是中科院電工所研制的我國(guó)首個(gè)塔式光熱發(fā)電示范項(xiàng)目。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前，我國(guó)已經(jīng)搭建的太陽(yáng)能高溫集熱系統(tǒng)約有22個(gè)，數(shù)個(gè)數(shù)十兆瓦級(jí)商業(yè)化光熱發(fā)電項(xiàng)目在西北、西南地區(qū)相繼落地。

中海陽(yáng)能源集團(tuán)股份有限公司技術(shù)總監(jiān)陸鈞告訴記者，與直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏發(fā)電不同的是，光熱發(fā)電是先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成氣體或液體的熱能，再通過(guò)熱能推動(dòng)汽輪機(jī)等機(jī)械進(jìn)行發(fā)電。

由于熱量的存儲(chǔ)技術(shù)比電能存儲(chǔ)要成熟且廉價(jià)，因此，光熱發(fā)電避免了光伏發(fā)電所面臨的昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，從而降低了整個(gè)發(fā)電成本。

陸鈞補(bǔ)充道：“光熱發(fā)電的品質(zhì)也比較好，可作為電能的基礎(chǔ)負(fù)荷來(lái)滿(mǎn)足電網(wǎng)的需求，還可以將白天存儲(chǔ)的多余熱量留到晚上發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電站24小時(shí)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。”

國(guó)家太陽(yáng)能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長(zhǎng)、中科院電工所研究員王志峰則表示，在電網(wǎng)接入方面，波動(dòng)的光伏發(fā)電給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)極大挑戰(zhàn)，而光熱發(fā)電卻可以像常規(guī)火電一樣平穩(wěn)可靠地并入電網(wǎng)，這有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

王志峰認(rèn)為光熱發(fā)電對(duì)環(huán)境的影響也極低�！皬娜�生命周期來(lái)看，太陽(yáng)能熱發(fā)電從設(shè)備制造到發(fā)電生產(chǎn)再到報(bào)廢，整個(gè)過(guò)程與光伏發(fā)電的電池板生產(chǎn)和報(bào)廢相比，能耗和污染水平都大大降低。”

在風(fēng)電、光伏發(fā)電的熱潮過(guò)后，曾經(jīng)不被關(guān)注的光熱發(fā)電成為一支不可小覷的力量。相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，到2020年，國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電的裝機(jī)容量有望突破1000萬(wàn)千瓦，市場(chǎng)規(guī)�？蛇_(dá)千億元以上。

技術(shù)和設(shè)備待攻克

據(jù)記者了解，目前國(guó)內(nèi)多家企業(yè)都在積極從事光熱發(fā)電設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化研制工作，試圖從日漸壯大的光熱發(fā)電市場(chǎng)中分得一杯羹。

從技術(shù)路線(xiàn)上看，光熱發(fā)電主要分為槽式、塔式、碟式和菲涅爾式四種。目前，大規(guī)模發(fā)展的為槽式和塔式兩種，蝶式和菲涅爾式發(fā)電站只有少量的示范工程。

浙江中控太陽(yáng)能技術(shù)有限公司專(zhuān)業(yè)從事塔式熱發(fā)電整體解決方案，該公司研發(fā)中心主任徐能表示，該公司目前已成功開(kāi)發(fā)出基于智能小鏡、熔鹽蓄熱、模塊化等技術(shù)特色的塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)。

北京有色金屬研究總院的一位研究人員也對(duì)記者介紹說(shuō)：“高溫集熱管的關(guān)鍵性能要高，壽命要長(zhǎng)，更要可靠，而吸熱膜是其關(guān)鍵。”對(duì)此，他們已經(jīng)自主研發(fā)出能在極端條件下長(zhǎng)期使用的吸熱涂層，并獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)*。

近幾年，雖然國(guó)內(nèi)企業(yè)在光熱發(fā)電產(chǎn)品研發(fā)水平及生產(chǎn)能力上有所增加，但不容忽視的是，熱電產(chǎn)業(yè)鏈上的核心技術(shù)，如系統(tǒng)集成、集熱管、聚光鏡等，卻仍掌握在國(guó)外企業(yè)手中。

王志峰曾聯(lián)合國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家及企業(yè)代表，對(duì)中國(guó)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)展開(kāi)系統(tǒng)研究，并共同撰寫(xiě)了《中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)政策研究》報(bào)告。報(bào)告中指出，我國(guó)至今還沒(méi)有槽式聚光燈、定日鏡、菲涅爾聚光燈的生產(chǎn)線(xiàn)，面形精度檢測(cè)儀器和方法也幾乎是空白，這對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的保障帶來(lái)隱患。

反觀中國(guó)光伏，該產(chǎn)業(yè)的迅速規(guī)�；�肇始于外企將光伏設(shè)備制造產(chǎn)業(yè)全部轉(zhuǎn)移至中國(guó)，而光熱發(fā)電領(lǐng)域卻還沒(méi)有這樣的機(jī)會(huì)。例如，太陽(yáng)能光熱發(fā)電專(zhuān)用的低速大扭矩減速機(jī)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)線(xiàn)都還尚未建立，這已經(jīng)落后美國(guó)約25年。

更為關(guān)鍵的還有系統(tǒng)集成的技術(shù)難題。太陽(yáng)能熱發(fā)電站涉及太陽(yáng)能集熱、常規(guī)發(fā)電、傳熱蓄熱等多種系統(tǒng)集成，不少業(yè)內(nèi)人士指出，在系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)，電站的運(yùn)行技術(shù)尤為重要，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)則是電站設(shè)計(jì)以及設(shè)備制造的核心，而我國(guó)卻恰恰缺乏這種運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。為此，他們也希望政府能多給中國(guó)的電力企業(yè)集成電站的實(shí)踐機(jī)會(huì)。