低溫太陽能光熱發(fā)電 待挖的巨大金礦
發(fā)布者:本網(wǎng)記者Jason Crystal | 來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 8評論 | 7643查看 | 2013-05-27 11:41:00    
  CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報道:太陽能熱發(fā)電技術(shù)一直以來被歸為高溫段的太陽能熱利用,事實上,得益于低溫有機朗肯循環(huán)技術(shù)的發(fā)展,低溫太陽能熱發(fā)電技術(shù)也正逐步開始走向應(yīng)用,其潛在的巨大市場價值開始受到越來越多的關(guān)注。

  2012年4月份,長期從事太陽能低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)研究的孟寧博士從加拿大回國,創(chuàng)辦了南京微陽電力科技有限公司(以下簡稱微陽)和南京美晟新能源科技有限公司,專注于低溫朗肯循環(huán)太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。一年后的今天,其已經(jīng)成功開發(fā)出了1kW和10kW的低溫朗肯循環(huán)熱發(fā)電系統(tǒng)樣機,并取得了一系列的科研成果。日前,CSPPLAZA記者專訪了孟寧。

更適合中國國情

  “我們不要盲目跟風(fēng),一窩蜂地都去搞高溫太陽能熱發(fā)電,事實上,低溫太陽能熱發(fā)電更適合中國國情?!泵蠈幵诮邮蹸SPPLAZA記者采訪時闡述了他的觀點。在孟寧看來,中國的低溫太陽能熱利用技術(shù)已經(jīng)全球領(lǐng)先,產(chǎn)業(yè)十分成熟,規(guī)模十分龐大,低溫太陽能熱發(fā)電技術(shù)所需要的熱源溫度可以通過低成本的成熟集熱技術(shù)獲得。而且,中國的低溫?zé)崂檬袌鍪菑霓r(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)發(fā)展起來的,擁有廣泛的群眾基礎(chǔ),更易推廣。

  “當(dāng)前國內(nèi)玻璃、鋼材等產(chǎn)能嚴重過剩,太陽能熱發(fā)電站的建設(shè)對這兩種產(chǎn)品的需求極大,是可以有效緩解上述產(chǎn)能過剩的新興產(chǎn)業(yè)。其對社會各產(chǎn)業(yè)的帶動性極大,對經(jīng)濟的驅(qū)動效應(yīng)十分明顯。甚至可以說其是類似于房地產(chǎn)的又一大產(chǎn)業(yè)。依靠房地產(chǎn)驅(qū)動經(jīng)濟發(fā)展并非健康的經(jīng)濟發(fā)展方式,通過推動光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展則是完全健康的、綠色的產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟之路,也是適合中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟結(jié)構(gòu)調(diào)整的正確選擇?!泵蠈帉μ柲軣岚l(fā)電產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟帶動性表達了自己的觀點,這也與本網(wǎng)此前采訪的多位業(yè)內(nèi)人士的觀點相一致。

  低溫太陽能熱利用目前以熱為主,市場競爭十分激烈,而以低溫太陽能為熱源,通過有機朗肯循環(huán)產(chǎn)出電力,依然是一個空白市場?!叭绻馨阎袊奶柲艿蜏丶療峒夹g(shù)與低成本的有機朗肯循環(huán)低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)結(jié)合起來的話,我們完全可以走出一條擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的光熱發(fā)電之路,并成長為全球領(lǐng)先的太陽能熱發(fā)電市場。原因在于中國擁有成熟的、龐大的太陽能熱利用產(chǎn)業(yè)和十分完整的產(chǎn)業(yè)鏈?!泵蠈幮判臐M滿地說道。

  孟寧表示,高溫太陽能熱發(fā)電自上世紀80年代,美國建設(shè)第一批槽式光熱電站以來,已經(jīng)發(fā)展了20多年,但成本依然很高,可下降的潛力也十分有限,這是因為要獲取高溫?zé)嵩?,太陽能集熱裝置必須采用大面積、高聚光比、高跟蹤精度的聚光集熱方式,這導(dǎo)致整個系統(tǒng)的控制難度很大、安裝和運行管理、維護復(fù)雜,成本難以下降。這是太陽能高溫?zé)岚l(fā)電的發(fā)電成本遠高于傳統(tǒng)火力發(fā)電而至今未能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的主要原因,也是其在中國進行商業(yè)化應(yīng)用開發(fā)的最大障礙。在孟寧看來,低溫光熱發(fā)電完全可以取代高溫光熱發(fā)電,從循環(huán)效率上來看,高溫蒸汽朗肯循環(huán)的發(fā)電效率也只有15%左右,與低溫光熱發(fā)電的效率相差無幾,沒有必要為了獲取高溫?zé)嵩炊度敫甙旱念~外成本。

  高溫光熱發(fā)電目前的單位kW投資成本大概在25000元人民幣左右,那么,對于低溫太陽能熱發(fā)電,其成本可以做到多少呢?孟寧表示,如果實現(xiàn)規(guī)模化開發(fā),即相關(guān)的設(shè)備、組件全部實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),電站裝機實現(xiàn)規(guī)?;鋯挝籯W投資成本大概可以做到10000元人民幣左右,是高溫太陽能熱發(fā)電的將近1/3,以20年運營壽命粗略估算,度電成本僅為三毛多錢。但這僅僅是目前的理論推定,現(xiàn)在進行準確的實際成本核算還為時過早??梢钥隙ǖ氖?,其成本比高溫光熱發(fā)電會低很多。這對于中國的電力市場來說,顯然更易接受。

當(dāng)前的技術(shù)瓶頸

  傳統(tǒng)火電廠和高溫太陽能熱發(fā)電都是采用以水蒸汽為介質(zhì)的朗肯循環(huán),而有機朗肯循環(huán)低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)是以低沸點有機物為工質(zhì)的朗肯循環(huán)。兩者的最大區(qū)別在于所采用的工質(zhì)不同,工質(zhì)的改變?yōu)橛袡C朗肯循環(huán)發(fā)電帶來了兩個核心難題,一是工質(zhì)的選擇,二是透平的設(shè)計。

  孟寧對CSPPLAZA記者表示,對于上述兩個難點,微陽主要是通過對低沸點有機工質(zhì)的優(yōu)化設(shè)計及組合,配制出熱物性最佳的共沸物。對于不同的集熱溫度,最佳的工質(zhì)選擇也會有所不同,微陽擁有針對不同集熱溫度配比不同的最佳適用工質(zhì)的能力。微陽所研發(fā)的有機工質(zhì),甚至可以在超低溫(100攝氏度左右)進行高效循環(huán)。與傳統(tǒng)的低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)相比,對熱源的溫度要求低,同時還可大幅度提高熱電轉(zhuǎn)化效率。

  據(jù)了解,有機工質(zhì)的可選種類繁多,如何選擇配制出合適的有機工質(zhì)是這項技術(shù)的核心之一。目前在研究和應(yīng)用方向上多采用R123、R236ea、R60la、R245fa、正戊烷等作為有機工質(zhì),這些工質(zhì)大都有較大的環(huán)境影響和安全問題,開發(fā)出環(huán)境友好、安全高效的有機工質(zhì)是該項技術(shù)推廣應(yīng)用的重要課題。孟寧對此表示,“對有機工質(zhì)的選擇,應(yīng)首先評估其環(huán)境影響,這是從事這方面研究的科研人士需要優(yōu)先考慮到的,應(yīng)盡最大可能地降低工質(zhì)的環(huán)境影響,開發(fā)出安全、不可燃、低排放的有機工質(zhì)?!倍鴮τ谖㈥査_發(fā)的有機工質(zhì)究竟是一種什么樣的工質(zhì),由于涉及到企業(yè)核心技術(shù),孟寧沒有向記者透露。

  在透平設(shè)計方面,低溫朗肯循環(huán)汽輪機的設(shè)計與傳統(tǒng)蒸汽輪機有很大不同。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)從事低溫太陽能熱發(fā)電技術(shù)研究的相關(guān)人士在接受CSPPLAZA記者采訪時表示,“不像傳統(tǒng)火電的汽輪機,低溫朗肯循環(huán)汽輪機為非標產(chǎn)品,根據(jù)所選用的有機工質(zhì)的不同,汽輪機的設(shè)計都會有所不同,因此要根據(jù)工質(zhì)等各方面因素綜合考慮設(shè)計方案?!绷硗?,這種汽輪機的制造還涉及到工質(zhì)的密封問題等工藝難點。目前,我國幾大汽輪機廠都對這種汽輪機進行了一系列的研發(fā),據(jù)本網(wǎng)記者了解,目前技術(shù)較為領(lǐng)先的為杭州汽輪機廠。孟寧表示,微陽目前也正在與相關(guān)合作單位致力于開發(fā)高效的,低成本的無泄露低溫?zé)岚l(fā)電汽輪機。

  也正是基于突破上述技術(shù)瓶頸的理想,微陽目前的核心工作仍是研發(fā),而非市場開拓。孟寧認為,一個企業(yè)只有把技術(shù)做好了才有資格、有能力去做市場,沒有技術(shù),一切都是空談。

更多的優(yōu)勢

  對于高溫光熱發(fā)電,人們一直在試圖改進集熱技術(shù)來提高工質(zhì)溫度,從而實現(xiàn)更高的熱電轉(zhuǎn)換效率。而對于有機朗肯循環(huán),則并非如此。孟寧告訴CSPPLAZA記者,低溫朗肯循環(huán)的效率與溫度之間的關(guān)系比較復(fù)雜,根據(jù)不同工質(zhì)的不同特性都有所不同。某種層面上來說,到了一定的溫度,其效率可能就升不上去了。具體的臨界溫度和工質(zhì)的選擇有關(guān)。低溫朗肯循環(huán)的定位就是低溫發(fā)電,沒有必要去投入更多成本來獲得更高的熱源溫度。

  另外,太陽能低溫光熱發(fā)電還可以輕松實現(xiàn)全天候發(fā)電,即便在沒有儲熱的前提下,在白天也可以利用太陽能集熱,晚上利用燃氣等熱源發(fā)電。通過成熟儲熱技術(shù)的應(yīng)用還可以進一步改善電能質(zhì)量,使其對電網(wǎng)不造成任何沖擊,是真正的電網(wǎng)友好型綠色能源。同時其還可以用于熱電聯(lián)產(chǎn),可以根據(jù)實際需要進行熱、電發(fā)生的靈活配置。在分布式太陽能發(fā)電市場,這是比光伏發(fā)電更優(yōu)的分布式太陽能發(fā)電和太陽能供熱解決方案。當(dāng)然,基于其模塊化的設(shè)計,也可以用來組建大規(guī)模光熱電站,規(guī)?;杀緝?yōu)勢將會更加明顯。

  太陽能低溫?zé)岚l(fā)電的優(yōu)勢還在于,其基本不需耗水,發(fā)電部分不用水做介質(zhì),冷卻也采用空冷系統(tǒng),耗水環(huán)節(jié)僅僅發(fā)生在對集熱器的清洗等方面,耗水量極低,這對于太陽輻照資源豐富而水資源短缺的地區(qū)十分適宜。

  再者,由于其對熱源的溫度需求較低,產(chǎn)生100攝氏度左右的有機工質(zhì)氣體即可發(fā)電,這對太陽輻照的要求較低,現(xiàn)有的CPC集熱器、小型槽式集熱系統(tǒng)等成熟的太陽能集熱技術(shù)可在全國大部分地區(qū)輕松獲得這種溫度的熱源,使得這種技術(shù)的可開發(fā)利用的地域限制大大降低,市場廣度大大增加,市場潛力巨大。

  孟寧表示,目前,微陽正在進行有機朗肯循環(huán)系統(tǒng)的中試,現(xiàn)擁有1KW和10KW的兩種太陽能低溫?zé)犭娐?lián)產(chǎn)樣機系統(tǒng),并將于近期開始接入太陽能集熱系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào),預(yù)計有機工質(zhì)氣體溫度在180攝氏度左右。

  對于微陽的近期規(guī)劃,孟寧告訴CSPPLAZA記者,微陽目前一方面在全力推進技術(shù)的研發(fā)和系統(tǒng)的中試,另一方面也已與相關(guān)投資方建立了良好的合作意向,一切順利的話,預(yù)計到明年會有幾筆資金注入,屆時公司在技術(shù)方面的儲備也將完成,將開
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8人參與
williow
太多的浮躁的中國大陸的公司從來都是是科技上的低能兒,滿腦想錢,卻從不去靜下心來,獨立思考搞科學(xué)研究,竭力抄用國外各種各樣有機朗肯循環(huán),卡琳娜循環(huán)等傳統(tǒng)循環(huán)方式,指望在低溫太陽能熱發(fā)電技術(shù)上有所發(fā)展突破,但實際就早已注定了熱效率必然不高.東抄西仿,搞出的玩意兒,除了特別會忽悠的,里外勾結(jié)騙點“人民”政府的錢外,一無是處.基本都沒有任何實用價值,williow/090613
2013-06-09 14:30:37
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銀河中的魚
<div class="quote"><blockquote>genewang0177: 此文章能獲得諾貝爾他爹獎,好好學(xué)學(xué)基礎(chǔ)理論吧。別忽悠!</blockquote></div>我家是山東高密的,當(dāng)初聽說莫言拿上了世界諾貝爾文學(xué)獎我們都不相信,都認為是忽悠,后來在電視上看到老莫真的上臺領(lǐng)獎了,才知道那是真的,現(xiàn)在明白了當(dāng)初我們和你現(xiàn)在是一樣無知??!太陽能熱發(fā)電是一種無污染的清潔發(fā)電模式,我們將拭目以待她給人類帶來的利益。
2013-06-06 16:34:28
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zjchuaran
有機郎肯太陽能熱發(fā)電國外較早實驗的項目是奧瑪特2006年的1MW項目,NREL網(wǎng)站有詳細介紹。國內(nèi)較早研究的單位是中科大、天大和中科院廣州所等。上海盛合引進的“卡琳娜”也屬于低溫?zé)岚l(fā)電技術(shù)。這一技術(shù)適合熱能梯級利用。目前該技術(shù)在國外主要應(yīng)用在地?zé)岚l(fā)電和生物質(zhì)發(fā)電領(lǐng)域。
2013-05-28 11:10:16
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genewang0177
<div class="quote"><blockquote>magin: 詳細說說唄,哪里不靠譜。除了那個3毛錢,確實不太靠譜啊</blockquote></div>看一看熱力學(xué)第二定律等
2013-05-28 10:09:42
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suntos
哈哈,ORC到底能不能做目前確實還有待驗證
2013-05-28 09:26:55
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cspsun
低溫發(fā)電就是忽悠,微陽真的有技術(shù)嗎?國內(nèi)太多忽悠的公司,益科博第二。3毛錢,真的這么牛逼,等著你去搞呢?還是務(wù)實點吧
2013-05-28 09:18:17
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magin
<div class="quote"><blockquote>genewang0177: 此文章能獲得諾貝爾他爹獎,好好學(xué)學(xué)基礎(chǔ)理論吧。別忽悠!</blockquote></div>詳細說說唄,哪里不靠譜。除了那個3毛錢,確實不太靠譜啊
2013-05-27 16:59:45
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genewang0177
此文章能獲得諾貝爾他爹獎,好好學(xué)學(xué)基礎(chǔ)理論吧。別忽悠!
2013-05-27 16:31:33
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