光熱發(fā)電是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽(yáng)熱能,通過(guò)換熱裝置提供蒸汽,結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝,從而達(dá)到發(fā)電的目的。采用太陽(yáng)能光熱發(fā)電技術(shù),避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝,可以大大降低太陽(yáng)能發(fā)電的成本。而且,這種形式的太陽(yáng)能利用還有一個(gè)其他形式的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì),即太陽(yáng)能所燒熱的水可以儲(chǔ)存在巨大的容器中,在太陽(yáng)落山后幾個(gè)小時(shí)仍然能夠帶動(dòng)汽輪發(fā)電。
不過(guò),盡管面臨諸多不利局面,但在一些光熱發(fā)電業(yè)內(nèi)人士看來(lái),由于儲(chǔ)能技術(shù)的不斷進(jìn)步,未來(lái)光熱發(fā)電更具有成為主要替代能源的潛在優(yōu)勢(shì)。
“目前,雖然光伏發(fā)電在中國(guó)發(fā)展勢(shì)頭更為迅猛,但其未來(lái)發(fā)展始終要受到電網(wǎng)的制約。而光熱則不同,由于具有儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì),完全可以作為火電等傳統(tǒng)化石能源的替代能源。”在由中海陽(yáng)新能源電力股份有限公司承辦的第六屆中國(guó)新能源國(guó)際高峰論壇光熱發(fā)電分論壇上,中華全國(guó)工商聯(lián)新能源商會(huì)常務(wù)副會(huì)長(zhǎng)、中海陽(yáng)董事長(zhǎng)薛黎明如此表示。
參與此次論壇的光熱發(fā)電業(yè)內(nèi)人士一致呼吁,我國(guó)的光熱發(fā)電利用還處于初級(jí)階段,因此需要相關(guān)政府部門(mén)通過(guò)特殊的財(cái)政補(bǔ)貼等措施給予發(fā)展機(jī)會(huì)。但在具體的補(bǔ)貼方式上,大家也存在不同意見(jiàn),比如,是在應(yīng)用終端上投入更多還是在產(chǎn)業(yè)鏈的裝備上給予更多的支持等。
光伏降價(jià)帶來(lái)的沖擊
去年初以來(lái),受產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩以及歐盟等國(guó)家縮減補(bǔ)貼等措施影響,光伏組件的價(jià)格呈直線下降趨勢(shì),至今仍未企穩(wěn)。
“以青海格爾木光伏電站為例,2011年9月份招標(biāo)時(shí)的組件價(jià)格大多還在9塊多錢(qián),但隨后幾個(gè)月價(jià)格下降迅猛,很快降到6、7塊錢(qián),因組件占整個(gè)光伏系統(tǒng)的投資比重在50%—60%,其價(jià)格下降無(wú)疑將極大地降低光伏電站的整體投資成本。”有光伏人士表示。
而在前不久的兩次招標(biāo)中,英利更是以4.99元/瓦和5.18元/瓦的低價(jià)轟動(dòng)業(yè)界。可見(jiàn)光伏價(jià)格下降的趨勢(shì)還在延續(xù)。這對(duì)原本成本方面并不具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的太陽(yáng)能光熱發(fā)電業(yè)來(lái)說(shuō),絕非什么好消息。
有光熱發(fā)電企業(yè)人員就對(duì)記者直言,當(dāng)前光伏組件價(jià)格的不斷下降,正在進(jìn)一步吞噬一些企業(yè)發(fā)展光熱發(fā)電的熱情。
中金盛唐新能源科技(北京)有限公司首席顧問(wèn)張建城也坦陳,光熱發(fā)電的成本要降到光伏發(fā)電這么低,在技術(shù)上目前還不具備可行性。因此,如果僅僅從成本的角度來(lái)考慮的話,光熱發(fā)電的發(fā)展無(wú)疑面臨著很大的壓力。
從技術(shù)路線上看,光熱發(fā)電主要分為槽式、塔式、菲涅爾式和碟式等四種,目前大規(guī)模發(fā)展的是槽式和塔式。
據(jù)中海陽(yáng)首席技術(shù)官黃其松介紹,目前槽式在技術(shù)上最為成熟,但從成本下降的潛力來(lái)看,塔式更有優(yōu)勢(shì)。
槽式系統(tǒng)是利用拋物面槽式反射鏡將陽(yáng)光聚焦到管狀的接收器上,并將管內(nèi)的傳熱工質(zhì)加熱產(chǎn)生蒸汽,推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電;塔式系統(tǒng)是利用定日鏡將太陽(yáng)熱輻射反射到置于高塔頂部的高溫集熱器(太陽(yáng)鍋爐)上,加熱工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽,或直接加熱集熱器中的水產(chǎn)生過(guò)蒸汽,驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
未來(lái)發(fā)展更具潛力
盡管現(xiàn)階段還無(wú)法在成本方面與光伏競(jìng)爭(zhēng),但在專(zhuān)業(yè)人士看來(lái),由于可以解決能源儲(chǔ)存難題及具有電網(wǎng)友好性,光熱發(fā)電更具有向替代能源發(fā)展的潛力,對(duì)中國(guó)這樣的能源需求大國(guó)而言,選擇發(fā)展光熱發(fā)電無(wú)疑更符合國(guó)情。
中科院電工所姚志豪博士認(rèn)為,由于光熱發(fā)電能直接產(chǎn)生公平的散熱交流電,并可連續(xù)發(fā)電,將來(lái)有可能完全替代火電、核電,承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷。且相比光伏和風(fēng)電而言,光熱發(fā)電屬于電網(wǎng)友好型電源,更易于被電網(wǎng)接納。
“除了可以用來(lái)發(fā)電外,光熱發(fā)電的高溫屬性還可以用來(lái)進(jìn)行高熱化工。光熱發(fā)電過(guò)程中,能夠獲得上千度的溫度,這一溫度可以用于很多化學(xué)反應(yīng),例如用于煤制油、煤制天然氣等。目前煤制油是四噸煤可以制一噸油,而用光熱則可實(shí)現(xiàn)兩噸半煤制一噸油。而且耗損很低,能耗很少,污染也很小!币χ竞缹(duì)記者表示。
薛黎明也持有類(lèi)似觀點(diǎn)。他表示,盡管光熱發(fā)電與光伏二者很難說(shuō)誰(shuí)憂誰(shuí)劣,但受制于夜間不能發(fā)電的劣勢(shì),光伏無(wú)疑帶給電網(wǎng)的壓力更大,光熱發(fā)電在這方面則有相對(duì)優(yōu)勢(shì)。
中科院電工所研究員王志峰則介紹說(shuō),就經(jīng)濟(jì)性及技術(shù)成熟度而言,太陽(yáng)能熱發(fā)電目前不如光伏發(fā)電,但其前景并不暗淡,原因是光熱發(fā)電不僅可以規(guī)避光伏發(fā)電的間歇性缺點(diǎn)和能夠提供基礎(chǔ)電力支撐,還擁有巨大的成本降低潛力。
北方工業(yè)大學(xué)吳玉庭教授認(rèn)為,如果考慮蓄熱問(wèn)題,太陽(yáng)能熱發(fā)電成本要低于光伏行業(yè)!叭绻顭徇_(dá)到4-5小時(shí),每度電成本下降20%。到2020年至2025年,光熱發(fā)電成本將能夠與化石能源接近!睋(jù)了解,目前國(guó)外太陽(yáng)能熱發(fā)電度電成本約為0.2歐元/千瓦時(shí)。來(lái)自國(guó)際能源機(jī)構(gòu)(IEA)的預(yù)測(cè)則稱(chēng),該成本到2020年有望降低到0.05歐元/千瓦時(shí),折合人民幣0.5元/千瓦時(shí)左右,與常規(guī)能源相當(dāng)。但這一時(shí)間仍有望大大提前。一方面,常規(guī)能源的成本呈上升趨勢(shì);另一方面,包括光熱發(fā)電在內(nèi)的新能源的成本呈下降趨勢(shì)。
二者的交匯趨勢(shì)可能只需要幾年的時(shí)間,如同光伏發(fā)電成本快速下降一樣。
關(guān)鍵技術(shù)再獲突破
據(jù)張建城介紹,截止到2011年底,全世界實(shí)際上已經(jīng)運(yùn)行的光熱電站是1700多兆瓦。不過(guò),嚴(yán)格意義上講中國(guó)國(guó)內(nèi)目前還沒(méi)有正在運(yùn)行的光熱電站。
北京天瑞星光熱技術(shù)有限公司總經(jīng)理陳步亮認(rèn)為,之所以光熱發(fā)電在國(guó)內(nèi)發(fā)展較慢,并非技術(shù)原因。他表示,在核心技術(shù)方面中國(guó)與國(guó)外差距并不大,差距主要在于應(yīng)用,尤其是因示范項(xiàng)目缺乏導(dǎo)致目前尚無(wú)應(yīng)用數(shù)據(jù)積累。
張建城認(rèn)為,光熱發(fā)電目前在技術(shù)上已基本成熟,且部分關(guān)鍵技術(shù)仍在不斷突破。他以技術(shù)最為成熟的槽式發(fā)電為例來(lái)說(shuō),除了有可供選擇的多種動(dòng)力模式,包括導(dǎo)流換熱、熔點(diǎn)儲(chǔ)熱、熔鹽換熱儲(chǔ)熱、直接蒸汽技術(shù)以及煤電和燃?xì)饣旌霞夹g(shù)等,各種技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)也仍處于不斷突破之中。
“比如,盡管現(xiàn)在正在運(yùn)行的電站中95%以上都是應(yīng)用的導(dǎo)流換熱、熔點(diǎn)儲(chǔ)熱,這一技術(shù)路線也是此前比較公認(rèn)的具有商業(yè)價(jià)值的技術(shù)路線。但目前,更讓業(yè)界寄予厚望的是直接蒸汽技術(shù),這種技術(shù)可以不再使用熔鹽或者導(dǎo)熱油體,一是可以節(jié)約很大的成本,二是可以徹底解決導(dǎo)流油所引起的燃燒問(wèn)題!睆埥ǔ菍(duì)記者介紹,該技術(shù)允許有更高的工作溫度,因此可以提高熱轉(zhuǎn)換效率大概在4%左右。而這對(duì)降低太陽(yáng)能熱發(fā)電的成本非常重要。
據(jù)了解,直接蒸汽技術(shù)已經(jīng)在德國(guó)航天中心以及泰國(guó)電站中有所應(yīng)用。
政策扶持還需加強(qiáng)
我國(guó)在2007年頒布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》曾提出,到2010年,太陽(yáng)能光熱發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到5萬(wàn)千瓦,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于太陽(yáng)能光伏發(fā)電總?cè)萘康?萬(wàn)千瓦;到2020年,太陽(yáng)能熱發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到20萬(wàn)千瓦,與光伏發(fā)電相當(dāng)。
但實(shí)際情況卻是,近年來(lái)國(guó)內(nèi)光伏發(fā)電大規(guī)模爆發(fā),光熱發(fā)電卻遲遲沒(méi)有實(shí)際進(jìn)展,總是“只聞樓梯響,未見(jiàn)人下來(lái)”。
略具安慰的是,光熱發(fā)電示范項(xiàng)目即將破題。據(jù)姚志豪透露,由中科院電工所承擔(dān)的位于北京八達(dá)嶺的1兆瓦塔式光熱發(fā)電示范電站即將竣工!斑@個(gè)項(xiàng)目的主要目的是做試驗(yàn),因此在建設(shè)過(guò)程中要解決很多科研問(wèn)題,希望通過(guò)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè),使中國(guó)能夠完全擁有光熱發(fā)電的設(shè)計(jì)、建設(shè)等整個(gè)過(guò)程的能力!
盡管仍處于起步階段,但姚志豪對(duì)于國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的前景非常樂(lè)觀。他表示,正打算成立一家公司實(shí)際投身到光熱發(fā)電的產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中去。
同樣樂(lè)觀的還有薛黎明。據(jù)他預(yù)測(cè),隨著國(guó)內(nèi)不少光熱發(fā)電站開(kāi)始籌建,在未來(lái)半年或者一年內(nèi),將帶領(lǐng)光熱發(fā)電向著產(chǎn)業(yè)化、應(yīng)用化的方向快速發(fā)展。
據(jù)了解,中海陽(yáng)此前已經(jīng)在成都雙流設(shè)立子公司,投資建設(shè)太陽(yáng)能聚光熱發(fā)電反射鏡系統(tǒng)項(xiàng)目,主要進(jìn)行槽式聚光鏡和塔式定日鏡的生產(chǎn)制造,預(yù)計(jì)2012年年底相關(guān)產(chǎn)品將下線。
從政策層面上看,光熱發(fā)電也正在得到更多重視。剛剛出臺(tái)的《國(guó)家能源科技“十二五”規(guī)劃》提出,推進(jìn)規(guī);(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)向可承擔(dān)基礎(chǔ)負(fù)荷方向發(fā)展,2015年實(shí)現(xiàn)規(guī);娬灸臧l(fā)電效率不低于15%、發(fā)電成本降至1.5元/千瓦時(shí)、每天可連續(xù)發(fā)電12小時(shí)、發(fā)電期間負(fù)荷變化率小于5%的經(jīng)濟(jì)與技術(shù)指標(biāo)。
不過(guò),在一些業(yè)內(nèi)人士看來(lái),與國(guó)外相比,我國(guó)對(duì)光熱領(lǐng)域的扶持依然較弱。
吳玉庭表示,目前光熱發(fā)電尚處于起步期,政府應(yīng)該像當(dāng)初扶持光伏產(chǎn)業(yè)那樣給予扶持,應(yīng)該參考德國(guó)、美國(guó)的做法,而不是讓其與已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化的光伏在成本上取競(jìng)爭(zhēng)。
姚志豪則建議,從目前這一行業(yè)的現(xiàn)狀來(lái)看,給予光熱發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)應(yīng)該在1.6~1.7元較為合適。
但2011年招標(biāo)的國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化太陽(yáng)能光熱發(fā)電項(xiàng)目——位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯的50兆瓦槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電特許權(quán)示范項(xiàng)目中標(biāo)價(jià)格,僅為0.9399元/千瓦時(shí)。
而在張建城看來(lái),要想使得國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電行業(yè)獲得更大發(fā)展,在補(bǔ)貼方向上也應(yīng)做出一些改變,應(yīng)該更多扶持裝備制造業(yè)而不是發(fā)電企業(yè)。“現(xiàn)在一些發(fā)電企業(yè)在進(jìn)行招標(biāo)時(shí),將價(jià)格壓得非常低,這使得行業(yè)內(nèi)主要以民營(yíng)企業(yè)為主的裝備制造企業(yè)很難生存,也不利于這一行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展!睆埥ǔ潜硎。
姚志豪則建議,中國(guó)的相關(guān)企業(yè)應(yīng)該抓緊走出去開(kāi)拓國(guó)際市場(chǎng),比如澳大利亞、印度等國(guó)家目前都有很好的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。