以內(nèi)蒙古一座光熱電站為始,中國邁出了光熱發(fā)電夢想的第一步。然而,光熱火爆的同時卻伴隨著唇槍舌劍?!肮鉄崤伞毕嘈殴鉄岚l(fā)電甚至事關“中國崛起”。質(zhì)疑派則堅稱“10年內(nèi)光熱還不具備和光伏競爭的能力”。
光熱開閘
在北非撒哈拉沙漠中建一座超級太陽能光熱電站,為歐洲提供15%的清潔電力,聽上去似乎又是科學狂人的幻想。在歷經(jīng)數(shù)度猶豫、波折之后,這種幻想正在中國變?yōu)楝F(xiàn)實——以內(nèi)蒙古鄂爾多斯的一座光熱電站為匙,中國正式開啟光熱發(fā)電之門。
太陽能發(fā)電兩姊妹——光伏發(fā)電、光熱發(fā)電,似乎要同臺競技了。通俗來講,光伏發(fā)電是指利用太陽能電池技術,將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。而光熱發(fā)電是指將太陽能聚集,通過換熱裝置提供蒸汽,進而驅(qū)動汽輪機發(fā)電的技術。
內(nèi)蒙古光熱發(fā)電招標消息一出,姚志豪的手機就比平時繁忙了不少。身為中科院太陽能熱利用及光伏系統(tǒng)重點實驗室主任助理,幾天前他剛剛向國際能源署(IEA)下設的國際太陽能熱發(fā)電熱化學組織提交申請,以國家名義加入這個已有16個西方成員國的“光熱俱樂部”。
今年5月國際能源署(IEA)發(fā)布的兩份盛贊太陽能發(fā)電的報告中,IEA對光熱發(fā)電的預期更為樂觀。其稱光熱技術“不會增電網(wǎng)負荷,很好地解決了儲能問題”。
一夜之間,設備制造商、發(fā)電企業(yè)和投資公司紛紛將目光鎖定這項被遺忘已久的“光熱發(fā)電”技術。目前世界上建造運行的多數(shù)是光伏發(fā)電站,國外的光熱電站也已有數(shù)十萬千瓦建設運行,而國內(nèi)的光熱發(fā)電還處在兆瓦級示范階段,并一度躺在實驗室里。
成立于2009年的科技部太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟(以下簡稱“光熱聯(lián)盟”)已開始發(fā)動一輪光熱攻堅戰(zhàn)。該聯(lián)盟成員目前包括中科院電工所、華電集團、皇明太陽能、金晶集團、西安航空動力集團、中國電力工程顧問集團等41家企業(yè)、大學和研究所。
6月7日,研究光熱發(fā)電蓄能的北京工業(yè)大學教授馬重芳,受邀前往大連重工,從中午一點半到下午四點,馬重芳和對方幾乎談了一下午光熱發(fā)電。大連重工,這家產(chǎn)值200億,在風電設備制造領域緊追丹麥Vestas和美國GE的制造商,有意投資光熱發(fā)電。
皇明太陽能則表示,可能會以設備供應商的角色,參與內(nèi)蒙古50兆瓦光熱電站。此前,皇明為中國第一個光熱示范項目、位于北京八達嶺的1兆瓦塔式太陽能熱電站提供了關鍵設備定日鏡,還在研發(fā)槽式發(fā)電使用的真空集熱管,并與一家西班牙公司簽訂了出口合同。
事實上,早在2007年延慶項目啟動前,五大發(fā)電集團就紛紛涉足光熱發(fā)電領域。華電布局新疆、河北、甘肅和青海,并在廊坊擁有一個槽式熱發(fā)電試驗基地。國電在新疆吐魯番的180千瓦小型試點項目,計劃2011年完成初步試驗投產(chǎn)發(fā)電。而保定天威集團也計劃在四川建立一個百兆瓦級太陽能熱發(fā)電項目。
在中科院電工所太陽能光熱實驗室科普負責人王疆偉的印象中,從2009年起,五大發(fā)電集團頻繁進出電工所,希望以持股形式參與電站建設。被壓抑許久的光熱投資熱情正迅速釋放。
科技部光熱聯(lián)盟秘書長邵繼新告訴南方周末記者,根據(jù)光熱聯(lián)盟的不完全統(tǒng)計,國內(nèi)處于籌劃、可研、融資、開工等不同階段的光熱電站項目,總計約 4000兆瓦。值得注意的是,中國的4000兆瓦總量中,1950兆瓦是2009年一年中提出的,另外3000兆瓦是2010年提出的。
目前,全球投入使用的太陽能熱發(fā)電電站裝機容量約有1000兆瓦。截至2009年4月,全球在建項目約1200兆瓦。這些數(shù)字每周都在更新。
技術障礙
邵繼新告訴南方周末記者,經(jīng)過科技部“十一五”863重點項目“太陽能熱發(fā)電技術及系統(tǒng)示范”的努力,中國在太陽能聚光方法及設備、高溫傳熱儲熱、電站設計、集成以及控制方面,已經(jīng)取得了實質(zhì)性成果。
而建設太陽能光熱電站所需的主要設備和零部件,國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn),初步形成了比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈,現(xiàn)在“就差一步”,即大規(guī)模的商業(yè)示范電站應用經(jīng)驗?!皣獾墓鉄峒夹g也在發(fā)展中,而現(xiàn)階段中國光熱發(fā)電仍要突破技術瓶頸?!瘪R重芳說。目前最為成熟的槽式熱發(fā)電技術,其真空玻璃的集熱管損壞率高,其使用的導熱油一噸動輒三四萬元,價格昂貴,屬于成熟但不理想的狀態(tài)。而塔式的發(fā)電效率還比較低,蝶式仍處在試驗階段。
國家發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰看到了更多技術缺陷。理論上,太陽能熱發(fā)電有儲能裝置,可以調(diào)峰,但是技術效果的代價是,太陽能熱發(fā)電必須有輔助熱源,比如天然氣或者燃油。
太陽能光熱電站還要布局在光熱、水和土地資源較好的沙漠戈壁地帶,而內(nèi)蒙古地區(qū)是我國的沙塵暴高發(fā)區(qū),風沙大,如何保障定日鏡傳動軸不受損壞,聚光始終準確,同時如何保護反射鏡面少受損,避免反射效率下降,不論從技術和材料上都是技術難題。“從美國加州到北非、西班牙,世界上沒有一座沙漠電站是建在真正的沙漠中。但是這是我國建設太陽能熱發(fā)電必須面對的現(xiàn)實?!崩羁》逭f。
另一個不容忽視的事實是,太陽能光熱電站用于蓄能的熱源,15%以上來自石油和天然氣。而符合光熱電站條件的地區(qū),往往遠離城市、用電中心和電網(wǎng),很難具備油氣設施。
上世紀90年代,美國加州的一座光熱電站還曾發(fā)生過因天然氣斷供,導致用于蓄能的融熔鹽冷卻固化,電站因此被迫關閉。“最關鍵的問題是,我國還沒有一批太陽能熱發(fā)電的專家隊伍和完整的產(chǎn)業(yè)鏈,也沒有一座系統(tǒng)集成好了的電站?!崩羁》逭f,“這就像你有了一塊布,會裁剪技術,也能縫扣子,但不能說你就是個好裁縫