中國光熱發(fā)電如何破局
發(fā)布者：原詩萌 | 來源：科學時報 | 0評論 | 15106查看 | 2012-06-26 09:42:37
“最近幾個月，越來越多的企業(yè)來找我們合作，我們明顯感覺到，光熱發(fā)電領(lǐng)域越來越有活力了?！?月27日晚上，忙碌了一天的馬重芳終于抽出時間接受了《科學時報》記者的采訪。馬重芳是北京工業(yè)大學教育部傳熱強化與過程節(jié)能重點實驗室主任，也是我國光熱發(fā)電領(lǐng)域的權(quán)威專家。
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)整指導目錄（2011年本）》（以下簡稱《目錄》）?！赌夸洝返墓膭铑愔行略隽诵履茉搭?，而“太陽能熱發(fā)電集熱系統(tǒng)”則是新能源類的第一項。
“過去10年，能源科技的進步創(chuàng)造了兩個財富神話——風電和光伏發(fā)電。光熱發(fā)電也許是第三個?！瘪R重芳說。
光熱產(chǎn)業(yè)“胎動”
太陽能光熱發(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熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，驅(qū)動傳統(tǒng)的汽輪發(fā)電機發(fā)電。
在發(fā)改委的《目錄》出臺之前，光熱發(fā)電已經(jīng)引起過多番熱議。
如2010年10月，國內(nèi)首個商業(yè)化的光熱發(fā)電項目——內(nèi)蒙古鄂爾多斯50兆瓦槽式太陽能熱發(fā)電示范項目正式招標，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)界也開始有所動作。2009年，華電集團就與澳大利亞雄獅國際簽署合作協(xié)議，準備在青海省格爾木合作開發(fā)100萬千瓦光熱發(fā)電項目，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新能源電力股份有限公司，也宣稱要大舉進入光熱發(fā)電領(lǐng)域。
近日，中海陽董事長薛黎明公開表示，今年將在成都投入5個億，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)專家向記者表示，現(xiàn)在光熱發(fā)電的情況，與2000年前后風電和光伏發(fā)電很相似。當時風電和光伏發(fā)電剛剛起步，知道的人很有限，但10年后，已經(jīng)形成了千億級的市場?！熬薮蟮挠螒颉?/div>
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雖然前景誘人，但光熱發(fā)電的未來仍有許多不確定因素。
首先，我國在光熱發(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)制造出來了，但集熱管的壽命、可靠性尚未經(jīng)過實踐檢驗，也鮮有人有把握將其投入真正運行。
光熱發(fā)電的另一核心部件——反光鏡，需要成型、鋼化、鍍膜、與金屬熔接等多個環(huán)節(jié)的工藝，目前國內(nèi)也沒有形成大批量的生產(chǎn)。
“現(xiàn)在只能說我們已經(jīng)看到了一定的希望，試制出了樣品，但要進行大批量的生產(chǎn)，保證長期的應(yīng)用，目前我們還做不到。”馬重芳總結(jié)說。
中國特殊的地理環(huán)境，如沙塵暴，風力較強，冬季溫度較低等問題，也對光熱發(fā)電技術(shù)提出了更高的挑戰(zhàn)。如何在這種比較嚴酷的地理環(huán)境中實現(xiàn)長期、可靠的運行，還需要積累充分的實踐經(jīng)驗。
此外，與已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化的風電、光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電不僅起步晚，所面臨的技術(shù)難題也更嚴峻。
中國可再生能源學會副理事長孟憲淦在接受《科學時報》記者采訪時直言：光熱發(fā)電太復雜。
馬重芳則用“Huge Game（巨大的游戲）”來描述光熱發(fā)電的前景。他告訴《科學時報》記者，中國做風電和光伏發(fā)電是有工業(yè)基礎(chǔ)的，引進外國技術(shù)后，很快就把產(chǎn)量做起來了。而光熱發(fā)電所需要的投資和待解決的技術(shù)難題，都超過了風電和光伏。
中國如何破局
在國際上，太陽能光熱發(fā)電已經(jīng)成為可再生能源的發(fā)展熱點。早在上世紀80年代，國外就建造了裝機容量500千瓦以上的各類光熱電站，并開始了商業(yè)化運作。
中國則從近幾年才開始示范工程的建設(shè)。雖然起步較晚，但業(yè)界對于中國光熱發(fā)電的前景仍持樂觀態(tài)度。多位從事光電技術(shù)研究的專家不約而同地表示，雖然國外光熱發(fā)電比中國早了20多年，但中國趕上去肯定不需要這么長時間，“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媒體表示，就光熱發(fā)電而言，形成我國從基本材料、主機設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計集成的太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的時間不會太長了。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。
對于中國發(fā)展光熱發(fā)電的技術(shù)瓶頸，薛黎明持比較樂觀的態(tài)度。他告訴《科學時報》記者，隨著國內(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，一方面加強自主研發(fā)，把基礎(chǔ)工作做扎實，另一方面也要引進國外技術(shù)，加速中國光熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化進程。
在自主研發(fā)方面，中科院太陽能熱利用與光伏系統(tǒng)重點實驗室主任王志峰對媒體表示，“十五”期間，中科院電工所、工程熱物理所等科研機構(gòu)和一些太陽能企業(yè)，已經(jīng)開始了光熱發(fā)電技術(shù)的項目研究。
據(jù)王志峰介紹，目前我國科學家已經(jīng)對碟式發(fā)電系統(tǒng)、塔式發(fā)電系統(tǒng)以及槽式聚光單元進行了研究，掌握了一批太陽能光熱發(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、太陽能熱電轉(zhuǎn)換等。
由中科院電工所皇明太陽能集團聯(lián)合實驗室承擔的科技部“十一五”“863”重點項目——1兆瓦級太陽能熱發(fā)電站，也將于近期并網(wǎng)發(fā)電，這對于我國光熱發(fā)電技術(shù)的發(fā)展無疑具有重要的示范意義。
在引進國外技術(shù)方面，太陽能企業(yè)也已經(jīng)行動起來。馬重芳告訴記者，某民營公司將從6月起大規(guī)模引進國外技術(shù)，而中海陽亦已決定引進國外核心技術(shù)，在成都投建槽式聚光鏡和塔式定日鏡生產(chǎn)線。
馬重芳對此感到欣慰。他表示，中國光熱發(fā)電之所以和國外差距這么大，很大程度上是因為國外20年前就開始了巨額投資。目前，由于光熱發(fā)電尚未形成產(chǎn)業(yè)，國家在投入方面還很慎重。但隨著越來越多央企和民營企業(yè)的加入，這一狀況正在發(fā)生改變。
“至少得有幾個Billion（十億）量級的投資，才能真正把這個產(chǎn)業(yè)做起來。資金少了是解決不了問題的?！瘪R重芳說。
孰優(yōu)孰劣十年見分曉
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)電沒有生產(chǎn)太陽能電池帶來的高能耗、高污染等問題，設(shè)備生產(chǎn)過程更清潔，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)問題。
但光熱發(fā)電也存在“短板”。孟憲淦在接受《科學時報》記者采訪時表示，光熱發(fā)電的機械傳動部件太多，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)用是個問題。光伏發(fā)電則不涉及這一問題。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。廈門三安光電股份有限公司太陽能事業(yè)部研發(fā)經(jīng)理林桂江告訴《科學時報》記者，他們正在做的聚光光伏發(fā)電，光電轉(zhuǎn)化效率能達到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。
對于兩類發(fā)電技術(shù)未來的走勢，業(yè)界普遍持較為開放的態(tài)度。
薛黎明對《科學時報》記者說，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。光伏發(fā)電靈活，可應(yīng)用于建筑、交通等多個領(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)電進行有效的對接。不同的特點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，哪個路線好，哪個路線不好”。
“過去有一句俗話：好不好，看技術(shù)；行不行，看市場。我覺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)進步的情況，行不行，看市場接受不接受
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