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光热发电:商业化启程(2011年1月号)

2011-01-26 13:08:40 文/ 杨海霞

太阳能热发电正在成为国内能源巨头们新的角逐焦点。2010年12月,国内可再生能源龙头企业龙源电力总经理谢长军在其赴港上市1周年之际表示,龙源电力未来的战略重点之一就是太阳能热发电,并将展开示范项目建设。

事实上,在2010年的太阳能特许权招标中,国内规模最大的内蒙古50兆瓦槽式太阳能热发电项目就引起了广泛关注,有专家甚至表示,这将引起中国整个太阳能热发电行业的觉醒。

不过,中国国际工程咨询公司提交国务院的一份调研报告指出,“由于太阳能热发电的成本还高于常规电站,因此太阳能热发电技术的推动最关键的还是需要政府在政策上的指导和支持”。

该报告还援引国际能源署在全球太阳能热发电路线图报告中的观点,认为如果激励措施到位,2020年之前,太阳能电厂的投资成本可下降30%-40%。

具体而言,中国国际工程咨询公司专家李涛在接受《中国投资》采访时表示,“合适的热发电上网电价将是启动我国太阳能热发电商业化市场最重要的条件”。

李涛表示,对中国企业来说,过去的技术研发都是针对单个器件,最大的缺陷在于没有完成太阳能热发电项目的经验,而太阳能热发电电站集成是非常困难的技术。目前,中国已经完成的示范项目只是兆瓦级甚至千瓦级的项目。

因此,“希望国家考虑给予中国企业做集成电站的机会,虽然用国外技术可以做得很好。中国企业只要完成3-4个商业项目,整个产业链就会比较完整”。李涛说。

极具潜力的产业链

目前,太阳能热利用大多仅限于热水器这样的低温利用领域,而事实上,太阳能中高温热利用技术可以广泛地应用于太阳能热发电、太阳能与化石能源的混合燃料发电、空调制冷、海水淡化、纺织、印染、造纸、橡胶、食品加工、木材烘干等各种需要热蒸汽的生产与生活领域。

李涛告诉记者,由于中高温太阳能集热产品的应用领域广,涉及行业多,因此需要配套的相应产品也很多,可以形成一个具有潜力的产业链,因此我国应该进一步开发具有自主知识产权的太阳能中高温利用技术和产品,进行太阳能的深层次利用,并将其发展成为中国经济发展的一个新增长点。

以太阳能热发电为例,我国的太阳能热发电技术的研究自1979年起步,经过30年的发展,目前已在太阳能吸热、热电转换及储热材料、太阳能聚光装备、太阳能槽式真空管、不同形式的太阳能吸热器、太阳能碟式斯特林发电系统、太阳能塔式高温热发电系统设计等领域都有了较大进步。

“利用目前已有的太阳能热发电技术,仅仅中国西部约10万km2的面积地域就可以产生满足全国当前一年的电能消费”,李涛介绍。因此,太阳能热发电有可能是中国未来能够担当重任的能源技术之一。

而且,与传统能源相比,太阳能热发电具有明显的环境优势,每10MW的太阳能热发电站将减排CO2350000吨/年,并且在其运行期间没有固体垃圾产生。

另外,太阳能热发电厂既可以建造大规模上网型的电厂,也可以建设分布式的小型发电厂。在我国西藏、新疆、青海和内蒙古等区域,土地资源丰富,太阳能资源丰富,但是水资源匮乏,而且很多农牧民居住分散,比较适合利用无需水冷的碟式技术建造分散式太阳能发电站。

“除了建立独立运行的太阳能热发电厂以外,也可以将太阳能中高温利用工艺和燃气轮机联合循环电厂、燃煤电厂以及生物质电厂结合,建设新型混合发电厂,或对这些类型的老电厂进行改造以减少对传统能源的消耗,达到提高经济效益、节能减排的作用”,李涛表示。

商业示范起步

“我国目前已经发布的太阳能热发电项目已经超过6000MW。值得注意的是其中1950MW是2009年一年中提出的,另外4000MW是2010年提出的”。李涛表示。

事实上,太阳能热发电的应用技术较光伏较为成熟,早在“十一五”期间,国家863计划就设立了“太阳能热发电技术及系统示范”重点项目,重点研究太阳能塔式热发电关键技术,建立太阳能热发电实验系统和实验平台,探索大规模低成本商业化电站的技术途径。

目前,该项目的MW级塔式示范电站正在北京市延庆县八达岭镇进行施工建造,预计2010年底可完工。电站的4项关键技术:系统设计与集成技术、高精度低成本定日镜技术、高可靠性吸热—传热—储热技术和系统控制技术将具有完全自主知识产权。电站额定电功率为1.5MW,其中吸热塔将预留5MW的实验和扩建空间。

除此之外,有较多机构在“十一五”期间进行了热发电探索,比如北京中航空港通用设备有限公司通过与中国科学院工程热物理研究所合作,实现了曲面聚光镜从技术到生产的完全国产化,系统采用成本低廉的太阳能对日跟踪驱动系统和具有强化换热功能的线聚焦强化集热管系统,可降低槽式太阳能热发电成本。

另外,国家科技部还在2010年1月份启动了“十二五”国家重点基础研究计划(973计划)项目“高效规模化太阳能热发电的基础研究”。中国科学院电工研究所是上述863及973两个大型太阳能热发电研究计划的项目主持单位。

在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》及《国家可再生能源中长期发展规划》中也分别明确提出了要重点发展太阳能热发电技术,及“在内蒙古、甘肃、新疆等地选择荒漠、戈壁、荒滩等空闲土地,建设太阳能热发电示范项目。到2010年,太阳能热发电总容量5万千瓦。到2020年,全国太阳能热发电总容量达到20万千瓦”的目标。

“然而,这几年国内外的太阳能热发电发展速度已大大超越了原先的预期,我国目前已经发布的太阳能热发电项目超过6000MW,其中4000MW是2010年提出的”,李涛表示。

2010年1月9日美国太阳能塔式热发电公司eSolar与我国一家公司在北京签订代理许可协议,计划在几年内投资超过50亿美元,在我国建立2000MW太阳能塔式热发电站。

大唐集团、国电集团、华能集团、华电集团、保定天威集团、内蒙古绿能集团等纷纷参与了太阳能热发电的开发,中国科学院电工研究所、皇明集团、江苏太湖锅炉股份有限公司、杭州汽轮机厂、中山大学、西安交通大学、北京工业大学、西安航空动力集团等已经具有提供关键设备技术能力。

集成经验缺乏

“太阳能热发电行业不像光伏发电行业那样复杂,虽然在核心部件上需要突破,但这些方面已经有多年积累。太阳能热发电的主要原材料是玻璃、钢铁、导热介质和储热材料,这些在中国都具备,主要是需要对这些材料进行改性”,李涛表示,对中国企业来说,过去的技术研发都是针对单个器件,最大的缺陷在于没有完成太阳能热发电项目的经验,而太阳能热发电电站集成是非常困难的技术。目前,中国已经完成的示范项目只是兆瓦级甚至千瓦级的项目。

因此,“希望国家考虑给予中国企业做集成电站的机会,虽然用国外技术可以做得很好。中国企业只要完成3-4个商业项目,整个产业链就会比较完整”。李涛说。

中国国际工程咨询公司提交国务院的一份调研报告指出,“由于太阳能热发电的成本还高于常规电站,因此太阳能热发电技术的推动最关键的还是需要政府在政策上的指导和支持。合适的热发电上网电价将是启动我国太阳能热发电商业化市场最重要的条件”。

该报告还援引国际能源署在最近的全球太阳能热发电路线图报告中的观点,认为如果激励措施到位,2020年之前,太阳能电厂的投资成本可下降30%-40%。

报告建议,应结合新一轮西部大开发战略部署,把太阳能热发电示范作为重要能源基地建设的后备项目,安排专项资金开展技术研发,力争在核心技术上取得突破。建立国家太阳能热发电工程中心,推进自主知识产权技术的商业化并鼓励国内企业开展电站集成商业项目。

针对我国气象台站分布“东密西疏”的现状,报告建议尽快增补及调整现有我国太阳辐射资源观测站点和项目。同时,建立太阳能资源评估体系,加强热发电站选址的科学性。并制定合适政策,进一步鼓励开发具有自主知识产权的太阳能中高温利用技术和产品,进行太阳能的深层次利用,并将其发展成为一个新的经济增长点。

资  料

部分计划及在建的

国内太阳能热发电项目

1)北京市发改委已经核准立项,目前在建设中的MW级“中国科学院电工研究所八达岭太阳能热发电实验电站”

2)新疆青松建化与新疆国电集团拟1期开发建设太阳能热发电12MW,中长期规划达到太阳能热发电300MW 吐鲁番

3)华能西藏公司计划 50MW  拉萨

4)四川阿坝州天威新能源(阿坝)光热光电有限公司100MW  西昌

5)中国华电集团50MW 吐鲁番

6)中国华电集团 50MW 金塔

7)上海工电能源科技有限公司100MW   格尔木

8)北京康拓工控100MW  宁夏

9) 西安航空发动机集团公司 100MW  未定

10)广东康达 100MW 未定

11)天津彩熙 100MW 甘肃

12)雄狮国际 1000MW 青海

13)  eSolar公司 2000MW 未定