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光熱發電仍需攻克關鍵技術和核心設備等諸多難題

來源：科學時報 | 2評論 | 7395查看 | 2013-07-24 08:15:23

　　在光伏發電萎靡不振之時，它的“孿生兄弟”光熱發電卻迎來了春天。

　　前不久，國內首座大規模應用的太陽能光熱發電站一期10兆瓦工程順利并入青海電網，二期40兆瓦工程2014年建成后，預計年發電量將達1.125億千瓦時。

　　光熱發電具有可儲能、可調峰、可實現連續發電、規模效應下成本低等諸多優勢，業界也期待著光熱發電成為新能源產業的另一片藍海。

　　不過，不少專家卻對《中國科學報》記者表示，在國家激勵政策尚不明朗的情況下，處于起步階段的光熱發電要想締造新能源奇跡，仍需攻克關鍵技術和核心設備等諸多難題。

不可小覷的力量

　　在北京延慶縣八達嶺長城腳下的一片荒地上，上百個傘狀反射鏡像向日葵一樣追逐著太陽，它們將太陽輻射反射至一座塔狀的吸熱器中，再通過熱力轉化為電能。

　　這就是中科院電工所研制的我國首個塔式光熱發電示范項目。據不完全統計，目前，我國已經搭建的太陽能高溫集熱系統約有22個，數個數十兆瓦級商業化光熱發電項目在西北、西南地區相繼落地。

　　中海陽能源集團股份有限公司技術總監陸鈞告訴記者，與直接將光能轉化為電能的光伏發電不同的是，光熱發電是先將太陽能轉化成氣體或液體的熱能，再通過熱能推動汽輪機等機械進行發電。

　　由于熱量的存儲技術比電能存儲要成熟且廉價，因此，光熱發電避免了光伏發電所面臨的昂貴的硅晶光電轉換工藝，從而降低了整個發電成本。

　　陸鈞補充道：“光熱發電的品質也比較好，可作為電能的基礎負荷來滿足電網的需求，還可以將白天存儲的多余熱量留到晚上發電，從而實現發電站24小時連續穩定的運行。”

　　國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟理事長、中科院電工所研究員王志峰則表示，在電網接入方面，波動的光伏發電給電網運行帶來極大挑戰，而光熱發電卻可以像常規火電一樣平穩可靠地并入電網，這有利于電力系統的穩定運行。

　　王志峰認為光熱發電對環境的影響也極低。“從全生命周期來看，太陽能熱發電從設備制造到發電生產再到報廢，整個過程與光伏發電的電池板生產和報廢相比，能耗和污染水平都大大降低。”

　　在風電、光伏發電的熱潮過后，曾經不被關注的光熱發電成為一支不可小覷的力量。相關機構預計，到2020年，國內光熱發電的裝機容量有望突破1000萬千瓦，市場規模可達千億元以上。

技術和設備待攻克

　　據記者了解，目前國內多家企業都在積極從事光熱發電設備的國產化研制工作，試圖從日漸壯大的光熱發電市場中分得一杯羹。

　　從技術路線上看，光熱發電主要分為槽式、塔式、碟式和菲涅爾式四種。目前，大規模發展的為槽式和塔式兩種，蝶式和菲涅爾式發電站只有少量的示范工程。

　　浙江中控太陽能技術有限公司專業從事塔式熱發電整體解決方案，該公司研發中心主任徐能表示，該公司目前已成功開發出基于智能小鏡、熔鹽蓄熱、模塊化等技術特色的塔式光熱發電系統。

　　北京有色金屬研究總院的一位研究人員也對記者介紹說：“高溫集熱管的關鍵性能要高，壽命要長，更要可靠，而吸熱膜是其關鍵。”對此，他們已經自主研發出能在極端條件下長期使用的吸熱涂層，并獲得國家發明專利。

　　近幾年，雖然國內企業在光熱發電產品研發水平及生產能力上有所增加，但不容忽視的是，熱電產業鏈上的核心技術，如系統集成、集熱管、聚光鏡等，卻仍掌握在國外企業手中。

　　王志峰曾聯合國內知名專家及企業代表，對中國光熱發電產業展開系統研究，并共同撰寫了《中國太陽能熱發電產業政策研究》報告。報告中指出，我國至今還沒有槽式聚光燈、定日鏡、菲涅爾聚光燈的生產線，面形精度檢測儀器和方法也幾乎是空白，這對產品品質的保障帶來隱患。

　　反觀中國光伏，該產業的迅速規模化肇始于外企將光伏設備制造產業全部轉移至中國，而光熱發電領域卻還沒有這樣的機會。例如，太陽能光熱發電專用的低速大扭矩減速機，國內生產線都還尚未建立，這已經落后美國約25年。

　　更為關鍵的還有系統集成的技術難題。太陽能熱發電站涉及太陽能集熱、常規發電、傳熱蓄熱等多種系統集成，不少業內人士指出，在系統集成環節，電站的運行技術尤為重要，運行經驗則是電站設計以及設備制造的核心，而我國卻恰恰缺乏這種運行經驗。為此，他們也希望政府能多給中國的電力企業集成電站的實踐機會。

期待穩健政策

　　在王志峰看來，我國光熱發電產業不管是產品還是系統都還沒有走向成熟。但他最想迫切呼吁的是，國家應該盡快出臺光熱發電的上網電價政策。

　　“我們并不希望光熱發電像光伏那樣迅猛發展，而是要求穩健，這就需要穩健的政策扶持，穩健政策的核心就是固定電價政策。”王志峰說。

　　早在2010年，國家曾實施了太陽能熱發電特許權項目招標工作，但并沒有在中標價格的基礎上形成固定上網電價。

　　“太陽能發電產業鏈從原材料到儲熱、儲能系統，投資周期和獲益周期都較長。”王志峰說，“這就希望能有一個穩定的政策保證整個產業的長期收益，而不是"一事一議"。”

　　某熱電設備制造商也表示，熱電項目要想長期穩定地完善下去，就必須得有針對性的政策支持，這樣才會吸引更多社會資本參與。

　　但就目前來看，由于太陽能光熱發電技術較多，發展程度以及成本都不盡相同，整個產業的產品標準體系也沒有建立，又沒有投入運行的商業化光熱發電站作參考，國家要想在此基礎上出臺統一合理的電價政策，時機尚未成熟。

　　對此，王志峰建議，要想形成固定電價，前期就必須要進行示范效應。通過示范項目的作用進一步掌握技術和了解電價，探索電站運行的成本，并積累產業制造和項目開發的經驗，“沒有這些，一切都是紙上談兵”。

　　中金盛唐新能源科技（北京）有限公司首席顧問張建城也表示，要想使得國內光熱發電行業獲得更大發展，國家在補貼方向上也應該做出一些改變，要更多扶持裝備制造業而不是發電企業。

　　“現在一些發電企業在進行招標時，將價格壓得非常低，這使得行業內主要以民營企業為主的裝備制造企業很難生存，也不利于這一行業的長遠發展。”張建城說。

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