來源:科學(xué)時報(bào) | 1評論 | 5639查看 | 2012-06-26 09:52:42
無論在國內(nèi)和國外,太陽能熱發(fā)電都是最有前景的解決未來能源問題的可再生能源發(fā)電技術(shù)。由于太陽能熱發(fā)電可與低成本大規(guī)模的蓄熱技術(shù)結(jié)合,可提供穩(wěn)定的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對電網(wǎng)沖擊大的缺陷,被認(rèn)為是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來的主力能源。
中科院院士徐建中:
CCS技術(shù)地位與日俱增
低碳技術(shù)會成為未來全球技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)動機(jī),要明確碳捕獲與封存(CCS)在我國低碳發(fā)展戰(zhàn)略中的定位。CCS能夠?qū)崿F(xiàn)高碳能源低碳化利用,即使通過提高能效和利用可再生能源能夠滿足減排目標(biāo),但基于我國的資源和能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及國家安全需求,高碳能源仍是不可或缺的。要變革經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,不僅要轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu),也要轉(zhuǎn)變能源利用方式,CCS必將推動這種轉(zhuǎn)變。
要實(shí)現(xiàn)我國中遠(yuǎn)期減排總體目標(biāo),CCS將是必要的技術(shù)貯備,因?yàn)閮H僅依靠節(jié)能以及發(fā)展新能源和可再生能源是不足以支撐低碳路徑的,2030年后二氧化碳排放將達(dá)到峰值,在2050年之前可能不會有顯著下降。
成本過高是現(xiàn)階段首要問題
CCS技術(shù)是一種特殊的能源環(huán)境技術(shù),但現(xiàn)在認(rèn)識上有分歧,有部分專家認(rèn)為CCS是一種不可持續(xù)技術(shù),這是因?yàn)樗^高的能耗和成本。事實(shí)上,現(xiàn)有CCS技術(shù)仍無法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,須有一部分公共投入,只有在未來二氧化碳價(jià)格和技術(shù)成本趨向同等水平時,CCS才有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。
除此之外,此技術(shù)還有一些不足之處,埋存受客觀地理?xiàng)l件的限制,而且二氧化碳減排是這項(xiàng)技術(shù)的唯一收益。所以現(xiàn)有CCS技術(shù)難以滿足中遠(yuǎn)期減排目標(biāo),現(xiàn)有CCS技術(shù)在效率上會損失7~15個百分點(diǎn),每噸的捕集成本為30~60美元,這是現(xiàn)階段發(fā)達(dá)國家才可以承受的水平。中國特殊國情決定高碳能源結(jié)構(gòu)近期難以改變,一次能源消耗量十分巨大,導(dǎo)致能源資源緊缺的矛盾突出;但是,應(yīng)當(dāng)看到,CCS成本下降潛力不容忽視。
技術(shù)上的改變使CCS出現(xiàn)新突破口,燃燒前和燃燒中熱化學(xué)利用在系統(tǒng)源頭就能以化學(xué)能梯級利用作為驅(qū)動力捕獲二氧化碳,同時解決了能源的有效利用和環(huán)境保護(hù)的問題,被認(rèn)為是未來能源環(huán)境科技創(chuàng)新的基本方法。
中國發(fā)展CCS技術(shù)路線圖
對于中國發(fā)展CCS技術(shù),我認(rèn)為,在目前尚未形成技術(shù)路線,缺乏長遠(yuǎn)規(guī)劃,未能真正理解CCS技術(shù)的復(fù)雜性和難點(diǎn),缺乏原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)成果不多的情況下,需要在政府協(xié)調(diào)下,制訂中長期戰(zhàn)略,明確技術(shù)定位、發(fā)展路線等。而多項(xiàng)示范工程的突破表明,企業(yè)是有熱情的,但仍需要審慎推進(jìn),這樣才能避免負(fù)面效應(yīng);只有在成本降低、能源消耗減少的新CCS技術(shù)出現(xiàn)后,才能擴(kuò)大示范工程的規(guī)模和數(shù)量。還要制訂多層面的科研計(jì)劃,針對原創(chuàng)性研究重點(diǎn)投入,這些舉措才能使現(xiàn)今中國的CCS技術(shù)得到發(fā)展。
我建議,要設(shè)定效率損失少于5 個百分點(diǎn),成本低于每噸10美元的捕集技術(shù)目標(biāo),為此要特別加強(qiáng)基礎(chǔ)研究;CCS初期適合建設(shè)代價(jià)小、影響大的煤基示范工程,如二氧化碳富集行業(yè);國家應(yīng)成立CCS委員會,協(xié)調(diào)基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)和技術(shù)推廣的產(chǎn)業(yè)化,并發(fā)布選擇性激勵政策;要不斷加強(qiáng)國際合作,建議聯(lián)合國氣候變化組織下面成立CCS專門技術(shù)委員會,設(shè)計(jì)全球CCS技術(shù)共享與轉(zhuǎn)讓機(jī)制。
國務(wù)院參事石定寰:
熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展勢頭良好
今年是“十二五”規(guī)劃的開題之年,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,清潔能源開發(fā)利用是我們的重要任務(wù)。國際上,隨著減排的壓力、氣候變化的挑戰(zhàn)越來越大,各國都在調(diào)整可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。特別是日本福島核泄漏事故發(fā)生后,歐洲、北美、俄羅斯紛紛把清潔能源的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向和投入到可再生能源中,調(diào)整了相應(yīng)的規(guī)劃。德國2022年將停止核電站的應(yīng)用,全部轉(zhuǎn)向清潔能源的應(yīng)用。
這幾年國內(nèi)的可再生能源也得到了重大的發(fā)展,尤其是太陽能光伏和光熱技術(shù)。但可再生能源利用在國內(nèi)能源占比中仍然非常小,到2020年達(dá)到15%,這是一個艱巨的目標(biāo)。
近期,國家發(fā)改委能源局進(jìn)一步調(diào)整了原有規(guī)劃,太陽能發(fā)電規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,過去計(jì)劃2020年達(dá)2000萬千瓦,現(xiàn)在至少5000萬千瓦以上。太陽能熱發(fā)電已列入國家發(fā)改委的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》,這是一個利好的產(chǎn)業(yè)政策。
太陽能光伏和光熱發(fā)電技術(shù)有巨大的發(fā)展空間。在政府有關(guān)部門的指導(dǎo)和推動下,特別是落實(shí)《可再生能源法》的前提下,熱發(fā)電技術(shù)取得了發(fā)展。單項(xiàng)技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)集成、太陽能熱發(fā)電企業(yè)合作越來越廣泛,奠定了熱發(fā)電技術(shù)的良好發(fā)展勢頭。我國第一個熱發(fā)電示范電站已經(jīng)正式落地鄂爾多斯;青海也籌備建設(shè)熱發(fā)電電站;三亞這個具有太陽能熱資源的國際旅游島已建成一個1MW的熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站,正在調(diào)試運(yùn)行,即將并網(wǎng)發(fā)電。0.94元的上網(wǎng)電價(jià)能有效地推動自主研發(fā),示范工程的建設(shè),光熱產(chǎn)業(yè)整體性的發(fā)展。
北京工業(yè)大學(xué)教授吳玉庭:
光熱發(fā)電需政府扶持
無論在國內(nèi)和國外,太陽能熱發(fā)電都是最有前景的解決未來能源問題的可再生能源發(fā)電技術(shù)。由于太陽能熱發(fā)電可與低成本大規(guī)模的蓄熱技術(shù)結(jié)合,可提供穩(wěn)定的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對電網(wǎng)沖擊大的缺陷,被認(rèn)為是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來的主力能源。
太陽能熱發(fā)電示范電站所涉及的產(chǎn)業(yè)鏈非常廣泛,包括支架、玻璃加工和成型、機(jī)械傳動系統(tǒng)和跟蹤、監(jiān)測和控制、高溫?fù)Q熱器、高溫熔鹽罐、高溫熔鹽泵及水泵、管路閥門、高參數(shù)小容量蒸汽輪機(jī)、熔鹽配制等。鋼鐵、水泥和玻璃是太陽能熱發(fā)電的主要材料,據(jù)估計(jì),建設(shè)一個10萬千瓦電站需要1.5萬噸玻璃、5萬噸鋼材,4萬噸水泥,如實(shí)現(xiàn)年裝機(jī)容量1000萬千瓦,則每年需150萬噸玻璃,500萬噸鋼材和400萬噸水泥。因此大力推廣和發(fā)展太陽能熱發(fā)電,可帶動十大產(chǎn)業(yè)發(fā)展,延伸了產(chǎn)業(yè)鏈,大大拉動鋼鐵、水泥和玻璃的需求,促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。
太陽能熱發(fā)電技術(shù)在未來3~5年內(nèi)會發(fā)展成為一個超過風(fēng)力發(fā)電規(guī)模的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電其產(chǎn)能已經(jīng)過剩,市場已經(jīng)飽和,目前投資這兩個產(chǎn)業(yè)將面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。太陽能熱發(fā)電目前正是投資的最佳時機(jī)。
但是應(yīng)該清醒地看到,中國太陽能熱發(fā)電還處于醞釀期,其產(chǎn)業(yè)還未形成,因此在目前太陽能熱電站配套部件還未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的情況下,太陽能熱電站的建設(shè)成本肯定是高的,這就迫切需要中國政府出臺產(chǎn)業(yè)扶持政策,如貸款、免稅、電價(jià)等。因?yàn)閺难邪l(fā)到真正商業(yè)化,有一個死亡谷,如果政府政策缺位,產(chǎn)業(yè)將很難健康發(fā)展。
應(yīng)該看到,標(biāo)準(zhǔn)欠缺、太陽能光熱資源評估、第三方檢測和人才問題也是制約熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。熱發(fā)電沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),更沒有國家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品質(zhì)量無法約束,勢必影響其集成,千萬要吸取風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)落后于發(fā)展的教訓(xùn)。資源評估的問題也很重要,請氣象部門、地質(zhì)部門、水資源部門聯(lián)合評估全國的太陽能熱發(fā)電資源情況,不要各地都一窩蜂地上項(xiàng)目,這樣經(jīng)濟(jì)性效益會降低。第三方檢測也不要忽略,尤其現(xiàn)在很多產(chǎn)品都處于研發(fā)階段,需要第三方檢測來檢驗(yàn)其質(zhì)量是否穩(wěn)定。還有人才問題也是個瓶頸。最近幾年才有大學(xué)開設(shè)可再生能源專業(yè)的本科生,北京工業(yè)大學(xué)已連續(xù)招收了5屆可再生能源本科生,今年已有15名本科生畢業(yè),還有華北電力大學(xué)等幾所學(xué)校有學(xué)生,但作風(fēng)電的多,作太陽能熱發(fā)電的少,這使得熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展捉襟見肘。
國外的太陽能熱發(fā)電技術(shù)盡管取得了巨大的成功,但仍未找到最佳解決方案。迫切要求革新太陽能熱發(fā)電技術(shù),提高太陽能熱發(fā)電效率,降低成本,提高可靠性。因此太陽能熱發(fā)電對我國來說還有機(jī)會,若能抓住這一機(jī)會,把握低成本高效的太陽能熱發(fā)電核心技術(shù),將有可能在世界太陽能熱發(fā)電市場占據(jù)主導(dǎo)地位。
北京工業(yè)大學(xué)在熔鹽傳熱蓄熱方面的研究得到國際同行的高度關(guān)注。2010年3月美國愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室(Idaho National Laboratory)發(fā)表了一份70頁的《液態(tài)熔鹽熱物理和熱化學(xué)特性的工程數(shù)據(jù)庫》報(bào)告(Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties),在該報(bào)告的第三章有關(guān)熔鹽傳熱特性的介紹中