光伏發(fā)電在經(jīng)歷了歐美“雙反”、產(chǎn)能過剩、優(yōu)化組合等發(fā)展陣痛之后,在一系列利好政策支持下,得以迅速發(fā)展。而光熱發(fā)電在光伏發(fā)電熱熱鬧鬧的跌宕起伏中,靜立一角、默然開放。
事實上,光熱發(fā)電在上世紀80年代就形成了建設熱潮,之后由于技術和成本障礙出現(xiàn)了停滯。
而在日前舉行的2014清潔電力高峰論壇,則將處于“深閨”的光熱發(fā)電推向前臺。多位專家在光熱發(fā)電分論壇上分析解讀,列出其優(yōu)勢所在和技術經(jīng)濟問題,并提出多項建議,大家共同期待國家出臺相關產(chǎn)業(yè)政策,推動光伏與光熱發(fā)電協(xié)同發(fā)展。
三大優(yōu)勢鑄就發(fā)展基石
“光熱發(fā)電是戰(zhàn)略性的可再生能源技術,雖然當前尚有技術和經(jīng)濟性的問題需要解決,但發(fā)展光熱發(fā)電沒有不可逾越的障礙,相對于其他電源,光熱發(fā)電具有獨特優(yōu)勢。”中國電力企業(yè)聯(lián)合會副秘書長孫永安在“2014清潔電力高峰論壇”上表示。
可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃提出了光熱發(fā)電發(fā)展目標,到2015年達到100萬千瓦。這一目標重要的意義體現(xiàn)了國家發(fā)展光熱發(fā)電的決心和導向。
國家太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長王志峰認為,光熱發(fā)電在發(fā)電效率和穩(wěn)定性上優(yōu)于光伏發(fā)電。
近五年來,隨著技術的快速進步、產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和對清潔能源需求的增加,光熱發(fā)電逐漸在多個國家和地區(qū)成為可再生能源領域的投資熱點。
孫永安認為,我國發(fā)展光熱發(fā)電具有三大優(yōu)勢。其一,大規(guī)模發(fā)展光熱發(fā)電有助于推動可再生能源的整體發(fā)展和電力結構的轉型。大規(guī)模開發(fā)光熱發(fā)電可以緩解西部和北部的風電、光伏發(fā)電并網(wǎng)困難局面,共同組成清潔發(fā)電系統(tǒng),提高可再生能源在電源結構中的比例。其二,發(fā)展光熱發(fā)電對經(jīng)濟和相關產(chǎn)業(yè)的拉動作用非常顯著。光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈絕大部分為制造業(yè),光熱發(fā)電系統(tǒng)集成運行控制成為新興產(chǎn)業(yè),因此光熱發(fā)電不僅是提供一種清潔能源供電方案,更重要的是可以拉動經(jīng)濟和多項傳統(tǒng)的新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。其三,光熱發(fā)電市場面廣,發(fā)展?jié)摿薮?。我國太陽能資源豐富,尤其是西部和北部地區(qū),土地和太陽資源可以滿足光熱發(fā)電大規(guī)模發(fā)展需求。
從技術角度上看,王志峰認為光熱發(fā)電有其獨到的三大優(yōu)勢。一是上網(wǎng)功率平穩(wěn),時間長??紤]云遮情況,目前蓄熱時間10小時左右,而光伏卻沒有蓄電系統(tǒng)。二是余熱綜合利用,這是其他新能源所沒有的特性。這個特性可使光熱發(fā)電與常規(guī)能源實現(xiàn)互補,實現(xiàn)減煤目標,達到節(jié)能減排效果。三是優(yōu)異的環(huán)境特性。光熱發(fā)電每千千瓦時電量排出二氧化碳僅有12千克,光伏發(fā)電是110千克,天然氣發(fā)電為435千克,煤電為900千克。
據(jù)介紹,太陽能熱發(fā)電在早上6點鐘以前即可供應能量,之后可持續(xù)供應能量到24點,這是光伏發(fā)電所不能達到的。
“目前世界太陽能熱發(fā)電技術不是在醞釀狀態(tài),而是已經(jīng)發(fā)揮了重大作用?!蓖踔痉灞硎?。2013年6月30日,西班牙光熱發(fā)電最大貢獻達到全國用電量的7.7%,日均貢獻達到4.6%,月平均達到3.4%。我國目前還沒有一種清潔能源能達到這樣的貢獻率,這說明光熱發(fā)電是可以承擔大任的新能源。
技術和經(jīng)濟問題亟待解決
雖然光熱發(fā)電具有多種獨特的優(yōu)勢,但卻因技術、經(jīng)濟、政策等問題制約了產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
王志峰認為,制約光熱發(fā)展的問題是技術障礙和市場空白,產(chǎn)業(yè)鏈仍未形成。雖然科技和制造業(yè)發(fā)展迅速,但以電價為龍頭的政策激勵缺失,質量標準體系空白。
華電工程新能源技術開發(fā)公司太陽能中心主任王佩明表示,光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈包括材料、設備以及集成技術和服務,目前我國都初步建立成型。材料和設備國內供應基本沒有問題,相對較缺的是集成技術和服務。
“技術障礙,主要是集成技術,這是最大的問題?!蓖踔痉灞硎玖送瑯拥挠^點。技術方面需要做的工作有六大項之多,重點是設計集成技術,這項技術是我們中國太陽能發(fā)展的核心引領技術。
據(jù)介紹,美國在光熱發(fā)電方面有一個SunShot計劃,技術重點一是低成本聚光器,第二是高溫吸熱器,第三是空冷技術。三個部分有三個團隊,有三個大的國家實驗室,國家實驗室的實力相當于兩個清華大學的實力,以能源為主,有幾萬人的研究團隊。在聚光器方面有3M公司,主要做薄膜反射材料,一些新的材料在反射器上應用。在干冷循環(huán)方面也是這些團隊在參加,美國的計劃是三年21個項目。
“而我們的發(fā)展思路還是以集成為龍頭。”王志峰不無遺憾地表示:最關鍵的還是政策障礙。市場化的政策不明朗,工程化技術階段研究支持缺失,工程化的核心目前在設計院,而設計院的機制不適合做研發(fā)性工作,因為設計院要求必須有設計規(guī)程或標準,但是現(xiàn)在光熱發(fā)電沒有標準也沒有規(guī)程,所以光熱技術研發(fā)投入設計沒有依據(jù)。同時,制造業(yè)沒有制造體系,電網(wǎng)規(guī)劃與電站選址也需要協(xié)調。
華電工程新能源技術開發(fā)公司做了很多理論研究,但是沒有將研究成果落實到建設中去,很難講光熱發(fā)電技術的成熟與否。王佩明表示,“我們認為這是國內光熱發(fā)電技術最欠缺的一部分。盡管2008年以后,國內搭建高溫集熱系統(tǒng)有20多個,有5個已成功發(fā)電。但沒有應用實踐,就不能下結論。”
試點加規(guī)?;苿赢a(chǎn)業(yè)發(fā)展
針對我國光熱發(fā)電情況的發(fā)展和需求,孫永安表示,中電聯(lián)建議一是有關部門盡快制定有效的政策,啟動和擴大市場。二是制造業(yè)必須注重技術的自主創(chuàng)新,為光熱發(fā)電市場規(guī)?;l(fā)展提供支持。
在王志峰看來,推動光熱發(fā)電發(fā)展總路徑有兩個,一個是試點先行,第二個是規(guī)?;l(fā)展。選擇支持少數(shù)試點項目,然后規(guī)模化發(fā)展。
在激勵方式方面,王志峰認為,一是上網(wǎng)電價補貼,二是一次性投資補貼。電價補貼來源于國家可再生能源電力補貼,一次性投資補貼的來源是財政部可再生能源扶植基金。
“應該明確我國在能源領域的優(yōu)勢和劣勢,作為一個化石能源相對貧乏的國家,發(fā)展太陽能光熱技術對我國有著非常重要的意義,光熱發(fā)電是具備基礎能源特性的清潔能源,太陽能光熱發(fā)電一定在全球發(fā)展起來。”孫永安認為,光熱在技術上沒有風能的制造門檻高,沒有特別高端的制造工藝,中國在成本制造產(chǎn)業(yè)等方面都有優(yōu)勢,在整個發(fā)展產(chǎn)業(yè)過程中,中國或將成為世界的主導,走在世界的前列。
王志峰介紹說,中國太陽能熱發(fā)電商業(yè)化四個步驟已得到了相關部門的認可,第一是建立實驗電站;第二是建立示范電站,然后形成規(guī)模并商業(yè)化,這個階段是建立和打通產(chǎn)業(yè)鏈的基礎;第三是建立規(guī)?;娬?,完善產(chǎn)業(yè)鏈;第四個階段是實現(xiàn)無補貼的競爭式發(fā)展。
光熱光伏發(fā)電需協(xié)同發(fā)展
光熱發(fā)電有著輸出電力穩(wěn)定和蓄電的特性,而光伏發(fā)電布局靈活,發(fā)展已漸成規(guī)模。在未來的太陽能利用中,光伏與光熱這兩種同根之源的發(fā)電方式,將會成為競爭的對手,還是并駕齊驅的兄弟?
華電工程新能源技術開發(fā)公司太陽能中心分析認為,將來潛在市場第一肯定是太陽能熱發(fā)電站。
“比較光伏和光熱發(fā)電技術可以看到,光伏發(fā)電是由光子轉化為電能,光熱發(fā)電是連續(xù)的熱傳導過程,所以能量轉換的連續(xù)性比較好,加上儲能,它可以集中發(fā)電?!迸聿┬履茉簇斀?jīng)光伏分析員王瀟婷表示。
彭博社預測,未來光熱發(fā)電規(guī)模雖然在中短期內不會快速上漲,但就長期而言,因為光熱發(fā)電在整個可再生能源的滲透率比較高,達到20%~30%,有基礎調峰的作用,從整個電力市場的角度出發(fā),光熱發(fā)電的優(yōu)越性就體現(xiàn)出來。
王佩明表示,一個光熱電站主要由四部分的資源條件,包括太陽能輻射資源、土地資源、電網(wǎng)接入和水資源。電網(wǎng)接入和水資源目前國家沒有準確的數(shù)據(jù),如果僅看輻射資源和土地資源,開放容量非常大,在中國發(fā)展太陽能,開發(fā)太陽能熱發(fā)電站市場潛力非常巨大。
在王瀟婷看來,一個比較可能實現(xiàn)的方式是,光熱發(fā)電或作為光伏的一種補充形式,在光伏不發(fā)電的時間內由光熱發(fā)電出力。
“光伏發(fā)電對光熱要求比較低,布局靈活,可以與建筑相結合,適合做分布式能源;光熱發(fā)電可以利用廉價蓄熱,產(chǎn)生比較平穩(wěn)的電力輸出,規(guī)模效應比光伏更好,更適合于做電網(wǎng)的基礎性電源,所以光伏光熱是互補的關系,而不是一種競爭或者替代的關系?!蓖跖迕鞅硎荆覀冋J為將來光熱和光伏應該協(xié)同發(fā)展,光伏和光熱發(fā)電一起來擔當未來世界能源消費格局。
來源:中國國際招標網(wǎng)
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