太阳能取不尽用不竭 太阳能热发电为何升温?

2010-8-26 09:20 来源: 人民网
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塔式太阳能发电站示意模型

  太阳能热发电,是利用一组排列有序的大规模采光镜面采集太阳热能,通过换热装置产生蒸汽,驱动传统的汽轮发电机来发电。

  在欧美国家,太阳能热发电于上世纪60年代起步,目前已进入大规模商业化应用阶段。在我国,太阳能热发电刚刚起步,一些地方开始建设相关电站。

  国内太阳能热发电开始升温

  与光伏发电相比,太阳能热发电有许多优势

  8月上旬,记者走进我国首座菲涅尔式太阳能热发电项目建设现场。这一项目位于山东德州太阳谷,由皇明太阳能集团有限公司建设。只见钢架、钢丝布满面积达数万平方米的工地,工人们正忙着吊装平面反射镜和聚光集热器。

  项目负责人熊勇刚告诉记者,这座电站装机总容量为2.5兆瓦,将于2011年初建成发电。

  皇明集团技术研发部高级工程师王杰介绍,与光伏发电相比,太阳能热发电没有生产太阳能电池带来的高能耗、高污染问题,设备生产过程清洁、发电规模效益好。在太阳光短缺的时候,太阳能热发电的储能系统还可以维持电站2―3天正常运行,易于保持输出电流的稳定性,也容易解决并网问题,这是风力发电和光伏发电所不具备的优势。

  据介绍,从上世纪70年代开始,我国就跟踪研究太阳能热发电技术。国务院参事、中国可再生能源学会理事长石定寰说,“十一五”期间,国家对光热发电技术研发的投资力度不断加大,重点技术领域已经取得了突破性进展。

  今年上半年,随着目前国内最大的太阳能热发电项目――内蒙古鄂尔多斯市50兆瓦项目特许权招标启动,国内太阳能热发电迅速升温。

  7月,皇明集团与中科院、华电集团合作,在山东德州建设我国首座菲涅尔式太阳能热发电站,在北京延庆建设塔式太阳能热发电实验电站;8月,北京中航空港通用设备有限公司在湖南沅陵建设我国首座槽式太阳能热发电站。此外,陕西榆林50兆瓦电站、青海格尔木1000兆瓦电站、四川100兆瓦电站、海南50兆瓦电站也在计划中……

  太阳能热发电适合大规模发电

  成本不断下降,15年之后将接近煤电成本

  根据集热方式不同,太阳能热发电分为点聚焦和线聚焦两种方式。点聚焦以塔式和碟式为代表,是将大量反射镜排列成矩阵,把太阳光聚集到一个点上,使温度提升至近1000摄氏度;线聚焦以槽式和菲涅尔式为代表,是将大量反射镜排列为一行,把太阳光聚集到一条直线上,使温度提升至300―400摄氏度。

  目前,各国采取不同的发电方式。槽式发电已有20多年商业化运作经验,技术最为成熟,目前国外发电成本已降至每千瓦时12美分,美国、澳大利亚多采用槽式发电;塔式发电系统发电效率较高,但占地面积较大,目前主要用于边远地区的小型独立供电;碟式发电效率最高,但存在反射镜局部容易过热等问题;菲涅尔式发电优势明显,比如投资比槽式发电低45%,占地面积仅为塔式的1/4。

  中航通用公司副总经理张志明介绍,利用国产设备建造一个50兆瓦的槽式太阳能热发电站,设备投资额为每千瓦1.5万元左右,两年后将有可能降至每千瓦9000元,远低于光伏发电设备投资成本。

  “光伏发电适于小规模发电,而太阳能热发电适合大规模发电。”王杰说, 1兆瓦的太阳能热发电站每千瓦时的发电成本约为2元,略高于光伏发电成本;10兆瓦的电站发电成本约为1.5元,50兆瓦的电站可降至1.2元左右。

  “据欧美国家预计,15年至20年之后太阳能热发电成本将接近煤电成本。”熊勇刚说,目前煤电成本为0.4元左右,而且在不断上升,而太阳能热发电成本却在不断下降,今后若干年两者将会达到一个平衡点。随着技术进步和制造工艺提升,太阳能热发电的成本还有下降空间。比如皇明集团生产的碟式反射镜,目前成本已经比10年前下降了1/3左右。

  要形成产业还有很长的路要走

  需尽快明确产业规划,提高自主创新能力

  据介绍,从2009年起,欧盟开始大规模推进太阳能热发电项目,计划利用10年时间,投资4000亿欧元,在非洲撒哈拉沙漠建设超大型太阳能热发电站,以满足欧洲国家15%的用电量。

  我国2007年颁布的《可再生能源中长期发展规划》提出,到2010年,太阳能热发电总容量达到5万千瓦,太阳能光伏发电总容量达到2万千瓦;到2020年,太阳能热发电总容量达到20万千瓦,将与光伏发电相当。然而,目前国内在建和已签约的太阳能光伏发电总容量已达140万千瓦,而太阳能热发电还没有形成市场,两者形成巨大反差。

  国家发展改革委能源研究所副所长李俊峰表示,从太阳能热发电发展战略来看,必须迅速提高总装机容量,只有具备一定规模,才能降低发电成本,并为装备制造和技术创新提供有力支撑。

  “我国太阳能热发电的自主创新能力和持续发展能力,与发达国家相比还存在较大差距。”中国科学院电工研究所副所长许洪华指出,“我们的科研投入及技术积累不足,尚未建立从基础研究、关键技术、装备到产业化的可持续发展的产业支撑体系。”

  此外,我国仍缺乏明确的太阳能热发电产业发展规划,专业技术人才队伍建设滞后,尚未建立行业公共研究与测试认证平台。太阳能热发电系统的核心设备,是聚光集热装置及反射镜传动和跟踪系统,目前国内仅有极少数企业掌握相关技术及设备制造能力。

  “我国太阳能热发电产业还有很长的路要走。”中国能源研究会节能与企业能源管理专业委员会主任鲍云表示,政府如果能够在政策导向、税收等方面给太阳能热发电的发展营造良好氛围,将大大促进产业的快速发展。