PDF《TECHNOLOGY》

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2011 年8月29 日 星期一 B3 Tel押(010) 82619191-8132 E-mail押dliu@stimes.

cn 技术 TECHNOLOGY 无论在国内和国外, 太阳能热发电都是 最有前景的解决未来能源问题的可再生能 源发电技术. 由于太阳能热发电可与低成本 大规模的蓄热技术结合, 可提供稳定的高品 质电能, 克服了风力和光伏电站由于无法大 规模使用蓄电池而造成输电品质差、 对电网 冲击大的缺陷, 被认为是可再生能源发电中 最有前途的发电方式之一, 有可能成为将来 的主力能源. 太阳能热发电示范电站所涉及的产业 链非常广泛, 包括支架、 玻璃加工和成型、 机 械传动系统和跟踪、 监测和控制、 高温换热 器、 高温熔盐罐、 高温熔盐泵及水泵、 管路阀 门、 高参数小容量蒸汽轮机、 熔盐配制等. 钢铁、水泥和玻璃是太阳能热发电的主要材 料,据估计,建设一个

10 万千瓦电站需要 1.5 万吨玻璃、

5 万吨钢材,

4 万吨水泥, 如实 现年装机容量

1000 万千瓦,则每年需

150 万吨玻璃,

500 万吨钢材和

400 万吨水泥. 因此大力推广和发展太阳能热发电, 可带动 十大产业发展, 延伸了产业链, 大大拉动钢 铁、 水泥和玻璃的需求, 促进我国经济的高 速发展. 太阳能热发电技术在未来 3~5 年内会 发展成为一个超过风力发电规模的战略性 新兴产业. 风力发电和光伏发电其产能已经 过剩, 市场已经饱和, 目前投资这两个产业 将面临巨大的风险. 太阳能热发电目前正是 投资的最佳时机. 但是应该清醒地看到, 中国太阳能热发 电还处于酝酿期, 其产业还未形成, 因此在 目前太阳能热电站配套部件还未实现批量 生产的情况下, 太阳能热电站的建设成本肯 定是高的, 这就迫切需要中国政府出台产业 扶持政策, 如贷款、 免税、 电价等.因为从研 发到真正商业化, 有一个死亡谷, 如果政府 政策缺位, 产业将很难健康发展. 应该看到, 标准欠缺、 太阳能光热资源 评估、 第三方检测和人才问题也是制约热发 电产业发展的关键因素. 热发电没有行业标 准, 更没有国家标准, 产品质量无法约束, 势 必影响其集成,千万要吸取风电标准落后于 发展的教训.资源评估的问题也很重要, 请 气象部门、 地质部门、 水资源部门联合评估 全国的太阳能热发电资源情况, 不要各地都 一窝蜂地上项目,这样经济性效益会降低. 第三方检测也不要忽略, 尤其现在很多产品 都处于研发阶段, 需要第三方检测来检验其 质量是否稳定.还有人才问题也是个瓶颈. 最近几年才有大学开设可再生能源专业的 本科生, 北京工业大学已连续招收了

5 届可 再生能源本科生,今年已有

15 名本科生毕 业,还有华北电力大学等几所学校有学生, 但作风电的多, 作太阳能热发电的少, 这使 得热发电产业的发展捉襟见肘. 国外的太阳能热发电技术尽管取得了 巨大的成功, 但仍未找到最佳解决方案.迫 切要求革新太阳能热发电技术, 提高太阳能 热发电效率, 降低成本, 提高可靠性. 因此太 阳能热发电对我国来说还有机会, 若能抓住 这一机会, 把握低成本高效的太阳能热发电 核心技术, 将有可能在世界太阳能热发电市 场占据主导地位. 北京工业大学在熔盐传热蓄热方面的 研究得到国际同行的高度关注.2010 年3月美国爱达荷国家实验室(Idaho National Laboratory) 发表了一份

70 页的 《液态熔盐 热物理和热化学特性的工程数据库》报告 (Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties) ,在该报告的

第三章有关熔盐传 热特性的介绍中, 他们首先用了两页篇幅详 细汇报了美国

1954 年、

1955 年、

1979 年对 熔融盐传热研究方面取得的成果, 在本章接 下来的四页篇幅中, 该报告详细引用了分别 以吴玉庭教授和刘斌博士为第一作者的两 篇国际英文期刊论文, 一共引用了论文中的

6 张熔盐对流换热实验数据

图表和

6 个熔 盐对流换热的实验关联式. 我实验室论文也 是这两篇报告中引用的唯一中国人的研究 文献. 太阳能热发电技术在全球已获得巨大的成功. 截至

2011 年8月, 目前全球已经运行的商业太阳 能热电站总装机容量为1352.65MW, 在建的为3159.9MW, 宣布要建的达 14989.08MW. 美国能源部于

2009 年发布的太阳能热发电研究 计划中,宣布到

2015 年太阳能热发电成本将由

2008 年没有蓄热的 13~16 美分 /kWh 降低到

2015 年6小时蓄热的 9~12 美分 /kWh, 到2020 年实现蓄热

18 小时, 成本降低到

6 美分 /kWh.

2009 年, 由绿色和平组织 (Green Peace) 、 欧洲太 阳能热发电协会 (ECSPLA) 和国际能源署 SolarPACES 组织共同编写的Concentrating Solar Power Global Outlook

09 报告指出, 到2030 年, 太阳能热发电能满 足世界电力需求的 7%,

2050 年满足世界电力需求的 25%. 按照这一报告, 到2015 年, 全世界太阳能热发电 累计装机容量达到

2446 万千瓦, 年装机容量达到

546 万千瓦;

到2020 年, 全世界太阳能热发电累计装机容 量达到

6858 万千瓦,年装机容量达到

1260 万千瓦. 到2035 年,全世界太阳能热发电累计装机容量达到

83070 万千瓦, 年装机容量达到

4055 万千瓦. 在欧盟

2010 年6月发布的 《太阳能热电 2025》 (Solar Thermal Electricity 2025) 中指出, 目前欧洲太阳 能热电站的成本是每千瓦

27 欧分左右, 在2015 年将 迅速降低到每千瓦

10 欧分的水平.同时在这个报告 中指出, 到2025 年, 太阳能热发电的累计装机容量将 达到

6000 万到

1 亿千瓦. 从1981~1991 年10 年间, 全世界建造了装机容量 500kW 以上的各种不同形式的兆瓦级太阳能热发电 试验电站

20 余座, 其中主要形式是塔式电站, 最大发 电功率为 80MW.由于单位容量投资过大, 且降低造 价十分困难, 因此太阳能热发电站的建设逐渐冷落下 来. 对塔式太阳能热发电的研究开发并未完全中止.

1980 年美国在加州建成 Solar I 号塔式太阳能热发电 站, 装机容量 10MW. 经过一段时间试验运行后, 在此 基础上又建造了 Solar II 号塔式太阳能热发电站, 并于1996 年1月投入试验运行.

20 世纪

80 年代初期,以色列和美国联合组建了 LUZ 太阳能热发电国际有限公司. 该公司集中力量研 究开发槽式抛物面聚光反射镜太阳能热发电系统.

1985 年~1991 年, 在美国加州沙漠相继建成了

9 座槽 式太阳能热发电站,总装机容量 353.8MW,并网营 运.经过努力, 电站的初次投资由

1 号电站的

4490 美元/kW 降到

8 号电站的

2650 美元 /kW, 发电成本从

24 美分 / kWh 降到

8 美分 /kWh.该公司计划到

2000 年, 在加州建成总装机容量达 800MW 的槽式太 阳能热发电站, 发电成本降至 5~6 美分 /kWh. 这一进 展, 经济上已可与常规热力发电相竞争.由于美国政 府和州政府先后在

1991 年取消对太阳能电站的投资 减免税优惠政策, 迫使第

10 号电站停建, 公司宣告破 产.20 世纪

80 年代太阳能热利用技术的最大突破是 实现了太阳能热发电的商业化. 为继续推动太阳能热发电的发展, 以色列、 德国 和美国几家公司联合在美国内华达州建造两座80MW 槽式太阳能热电站,两座 100MW 太阳能与燃 气轮机联合循环电站........