中國(guó)光熱發(fā)電如何破局
發(fā)布者：原詩(shī)萌 | 來(lái)源：科學(xué)時(shí)報(bào) | 0評(píng)論 | 12060查看 | 2012-06-26 09:42:37
“最近幾個(gè)月，越來(lái)越多的企業(yè)來(lái)找我們合作，我們明顯感覺(jué)到，光熱發(fā)電領(lǐng)域越來(lái)越有活力了。”5月27日晚上，忙碌了一天的馬重芳終于抽出時(shí)間接受了《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者的采訪。馬重芳是北京工業(yè)大學(xué)教育部傳熱強(qiáng)化與過(guò)程節(jié)能重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，也是我國(guó)光熱發(fā)電領(lǐng)域的權(quán)威專(zhuān)家。
為光熱發(fā)電注入活力的，是由發(fā)改委發(fā)布、6月1日正式施行的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）》（以下簡(jiǎn)稱《目錄》）?！赌夸洝返墓膭?lì)類(lèi)中新增了新能源類(lèi)，而“太陽(yáng)能熱發(fā)電集熱系統(tǒng)”則是新能源類(lèi)的第一項(xiàng)。
“過(guò)去10年，能源科技的進(jìn)步創(chuàng)造了兩個(gè)財(cái)富神話——風(fēng)電和光伏發(fā)電。光熱發(fā)電也許是第三個(gè)?！瘪R重芳說(shuō)。
光熱產(chǎn)業(yè)“胎動(dòng)”
太陽(yáng)能光熱發(fā)電的原理是：利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽(yáng)熱能，通過(guò)換熱裝置提供蒸汽，驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。
在發(fā)改委的《目錄》出臺(tái)之前，光熱發(fā)電已經(jīng)引起過(guò)多番熱議。
如2010年10月，國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化的光熱發(fā)電項(xiàng)目——內(nèi)蒙古鄂爾多斯50兆瓦槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電示范項(xiàng)目正式招標(biāo)，曾引發(fā)業(yè)界關(guān)于光熱發(fā)電技術(shù)及商業(yè)前景的諸多討論。
2011年3月底發(fā)改委《目錄》的公布，則讓光熱發(fā)電再度“升溫”。
可以作為印證的是，企業(yè)界也開(kāi)始有所動(dòng)作。2009年，華電集團(tuán)就與澳大利亞雄獅國(guó)際簽署合作協(xié)議，準(zhǔn)備在青海省格爾木合作開(kāi)發(fā)100萬(wàn)千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目，2010年又與嘉峪關(guān)市簽署包括發(fā)展光熱發(fā)電在內(nèi)的戰(zhàn)略合作協(xié)議。
2010年在“新三板”上市，在光伏發(fā)電業(yè)務(wù)方面斬獲頗豐的中海陽(yáng)新能源電力股份有限公司，也宣稱要大舉進(jìn)入光熱發(fā)電領(lǐng)域。
近日，中海陽(yáng)董事長(zhǎng)薛黎明公開(kāi)表示，今年將在成都投入5個(gè)億，建設(shè)槽式聚光鏡和塔式定日鏡生產(chǎn)線，以使公司具備光熱電站主設(shè)備的供應(yīng)能力。
多位業(yè)內(nèi)專(zhuān)家向記者表示，現(xiàn)在光熱發(fā)電的情況，與2000年前后風(fēng)電和光伏發(fā)電很相似。當(dāng)時(shí)風(fēng)電和光伏發(fā)電剛剛起步，知道的人很有限，但10年后，已經(jīng)形成了千億級(jí)的市場(chǎng)。“巨大的游戲”
雖然前景誘人，但光熱發(fā)電的未來(lái)仍有許多不確定因素。
首先，我國(guó)在光熱發(fā)電方面仍存在較大的技術(shù)瓶頸。
以槽式光熱發(fā)電技術(shù)為例。據(jù)馬重芳介紹，該發(fā)電技術(shù)的核心部件——集熱管，雖然有公司宣稱已經(jīng)制造出來(lái)了，但集熱管的壽命、可靠性尚未經(jīng)過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)，也鮮有人有把握將其投入真正運(yùn)行。
光熱發(fā)電的另一核心部件——反光鏡，需要成型、鋼化、鍍膜、與金屬熔接等多個(gè)環(huán)節(jié)的工藝，目前國(guó)內(nèi)也沒(méi)有形成大批量的生產(chǎn)。
“現(xiàn)在只能說(shuō)我們已經(jīng)看到了一定的希望，試制出了樣品，但要進(jìn)行大批量的生產(chǎn)，保證長(zhǎng)期的應(yīng)用，目前我們還做不到?！瘪R重芳總結(jié)說(shuō)。
中國(guó)特殊的地理環(huán)境，如沙塵暴，風(fēng)力較強(qiáng)，冬季溫度較低等問(wèn)題，也對(duì)光熱發(fā)電技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。如何在這種比較嚴(yán)酷的地理環(huán)境中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、可靠的運(yùn)行，還需要積累充分的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
此外，與已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化的風(fēng)電、光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電不僅起步晚，所面臨的技術(shù)難題也更嚴(yán)峻。
中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)孟憲淦在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)直言：光熱發(fā)電太復(fù)雜。
馬重芳則用“Huge Game（巨大的游戲）”來(lái)描述光熱發(fā)電的前景。他告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者，中國(guó)做風(fēng)電和光伏發(fā)電是有工業(yè)基礎(chǔ)的，引進(jìn)外國(guó)技術(shù)后，很快就把產(chǎn)量做起來(lái)了。而光熱發(fā)電所需要的投資和待解決的技術(shù)難題，都超過(guò)了風(fēng)電和光伏。
中國(guó)如何破局
在國(guó)際上，太陽(yáng)能光熱發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源的發(fā)展熱點(diǎn)。早在上世紀(jì)80年代，國(guó)外就建造了裝機(jī)容量500千瓦以上的各類(lèi)光熱電站，并開(kāi)始了商業(yè)化運(yùn)作。
中國(guó)則從近幾年才開(kāi)始示范工程的建設(shè)。雖然起步較晚，但業(yè)界對(duì)于中國(guó)光熱發(fā)電的前景仍持樂(lè)觀態(tài)度。多位從事光電技術(shù)研究的專(zhuān)家不約而同地表示，雖然國(guó)外光熱發(fā)電比中國(guó)早了20多年，但中國(guó)趕上去肯定不需要這么長(zhǎng)時(shí)間，“5年是有可能的”。
中科院電工所可再生能源研究中心主任馬勝紅也對(duì)媒體表示，就光熱發(fā)電而言，形成我國(guó)從基本材料、主機(jī)設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成的太陽(yáng)能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的時(shí)間不會(huì)太長(zhǎng)了。而隨著相關(guān)設(shè)備規(guī)?；a(chǎn)，光熱發(fā)電成本也將在“十二五”期間迅速下降。
對(duì)于中國(guó)發(fā)展光熱發(fā)電的技術(shù)瓶頸，薛黎明持比較樂(lè)觀的態(tài)度。他告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者，隨著國(guó)內(nèi)外技術(shù)研發(fā)和應(yīng)用積累，光熱發(fā)電所面臨的技術(shù)、成本方面的瓶頸，將隨著大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用（如一千兆瓦）而逐步被克服。
馬重芳則建議，一方面加強(qiáng)自主研發(fā)，把基礎(chǔ)工作做扎實(shí)，另一方面也要引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，加速中國(guó)光熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
在自主研發(fā)方面，中科院太陽(yáng)能熱利用與光伏系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任王志峰對(duì)媒體表示，“十五”期間，中科院電工所、工程熱物理所等科研機(jī)構(gòu)和一些太陽(yáng)能企業(yè)，已經(jīng)開(kāi)始了光熱發(fā)電技術(shù)的項(xiàng)目研究。
據(jù)王志峰介紹，目前我國(guó)科學(xué)家已經(jīng)對(duì)碟式發(fā)電系統(tǒng)、塔式發(fā)電系統(tǒng)以及槽式聚光單元進(jìn)行了研究，掌握了一批太陽(yáng)能光熱發(fā)電的核心技術(shù)，如高反射率高精度反射鏡、高精密度雙軸跟蹤控制系統(tǒng)、高熱流密度下的傳熱、太陽(yáng)能熱電轉(zhuǎn)換等。
由中科院電工所皇明太陽(yáng)能集團(tuán)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的科技部“十一五”“863”重點(diǎn)項(xiàng)目——1兆瓦級(jí)太陽(yáng)能熱發(fā)電站，也將于近期并網(wǎng)發(fā)電，這對(duì)于我國(guó)光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展無(wú)疑具有重要的示范意義。
在引進(jìn)國(guó)外技術(shù)方面，太陽(yáng)能企業(yè)也已經(jīng)行動(dòng)起來(lái)。馬重芳告訴記者，某民營(yíng)公司將從6月起大規(guī)模引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，而中海陽(yáng)亦已決定引進(jìn)國(guó)外核心技術(shù)，在成都投建槽式聚光鏡和塔式定日鏡生產(chǎn)線。
馬重芳對(duì)此感到欣慰。他表示，中國(guó)光熱發(fā)電之所以和國(guó)外差距這么大，很大程度上是因?yàn)閲?guó)外20年前就開(kāi)始了巨額投資。目前，由于光熱發(fā)電尚未形成產(chǎn)業(yè)，國(guó)家在投入方面還很慎重。但隨著越來(lái)越多央企和民營(yíng)企業(yè)的加入，這一狀況正在發(fā)生改變。
“至少得有幾個(gè)Billion（十億）量級(jí)的投資，才能真正把這個(gè)產(chǎn)業(yè)做起來(lái)。資金少了是解決不了問(wèn)題的。”馬重芳說(shuō)。
孰優(yōu)孰劣十年見(jiàn)分曉
隨著光熱發(fā)電的持續(xù)“升溫”，光熱與光伏孰優(yōu)孰劣，未來(lái)哪種技術(shù)將占主流，也成了業(yè)界熱議的話題。
記者了解到，與光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電沒(méi)有生產(chǎn)太陽(yáng)能電池帶來(lái)的高能耗、高污染等問(wèn)題，設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程更清潔，發(fā)電的規(guī)模效益也更好。此外，由于光熱發(fā)電采用儲(chǔ)熱裝置，能夠提供穩(wěn)定的電力輸出，與光伏發(fā)電相比，更容易解決并網(wǎng)問(wèn)題。
但光熱發(fā)電也存在“短板”。孟憲淦在接受《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，光熱發(fā)電的機(jī)械傳動(dòng)部件太多，如果要連續(xù)工作二三十年的話，管理和維修的任務(wù)會(huì)很重。
此外，現(xiàn)在技術(shù)較成熟的槽式光熱發(fā)電，需要消耗大量的水，因此在沙漠中的應(yīng)用是個(gè)問(wèn)題。光伏發(fā)電則不涉及這一問(wèn)題。最后，光熱發(fā)電所需的建設(shè)面積較大，不如光伏發(fā)電靈活。
另外，在發(fā)電效率方面，光熱發(fā)電也需要繼續(xù)提升。廈門(mén)三安光電股份有限公司太陽(yáng)能事業(yè)部研發(fā)經(jīng)理林桂江告訴《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者，他們正在做的聚光光伏發(fā)電，光電轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到40%左右。而馬重芳告訴記者，目前光熱發(fā)電的平均效率只有14%~18%，還需要繼續(xù)提升。
對(duì)于兩類(lèi)發(fā)電技術(shù)未來(lái)的走勢(shì)，業(yè)界普遍持較為開(kāi)放的態(tài)度。
薛黎明對(duì)《科學(xué)時(shí)報(bào)》記者說(shuō)，光伏發(fā)電和光熱發(fā)電是共生共存的關(guān)系，二者各有各的特點(diǎn)。光伏發(fā)電靈活，可應(yīng)用于建筑、交通等多個(gè)領(lǐng)域，應(yīng)用范圍較廣；光熱發(fā)電則屬于基礎(chǔ)性能源，規(guī)模較大，容量也大，可以和傳統(tǒng)火力發(fā)電進(jìn)行有效的對(duì)接。不同的特點(diǎn)決定兩者間可以相互配合。
孟憲淦則表示，“光伏發(fā)電的多晶硅、薄膜電池、聚光光伏，以及光熱發(fā)電，這些技術(shù)路線我們都在走，因此不能輕易地說(shuō)，哪個(gè)路線好，哪個(gè)路線不好”。
“過(guò)去有一句俗話：好不好，看技術(shù)；行不行，看市場(chǎng)。我覺(jué)得這句話用在可再生能源的發(fā)展中很合適。好不好，看技術(shù)進(jìn)步的情況，行不行，看市場(chǎng)接受不接受
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