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我国光热发电技术现状与市场前景分析_3

2019-11-17 14:24编辑:admin人气:


  光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能,通过换热装置提供蒸汽,结合传统汽轮发电机的工艺,从而达到发电的目的。早在十五期间,中国科学院电工研究所、工程热物理所等科研机构和一些太阳能企业,已开始了光热发电技术的项目研究。目前,我国科学家已经对碟式发电系统、塔式发电系统以及槽式聚光单元进行了研究,掌握了一批太阳能光热发电的核心技术,如高反射率高精度反射镜、高精密度双轴跟踪控制系统、高热流密度下的传热、太阳能热电转换等。

  以上三种系统性能比较。三种系统目前只有槽式线聚焦系统实现了商业化,其他两种处在示范阶段,有实现商业化的可能和前景。三种系统均可单独使用太阳能运行,安装成燃料混合(如与天然气、生物质气等)互补系统是其突出的优点。

  就几种形式的太阳热发电系统相比较而言,槽式热发电系统是最成熟,也是达到商业化发展的技术,塔式热发电系统的成熟度目前不如抛物面槽式热发电系统,而配以斯特林发电机的抛物面盘式热发电系统虽然有比较优良的性能指标,但目前主要还是用于边远地区的小型独立供电,大规模应用成熟度则稍逊一筹。应该指出,槽式、塔式和盘式太阳能光热发电技术同样受到世界各国的重视,并正在积极开展工作。

槽式光热发电技术

  此外,槽式技术虽然较为成熟,但发电过程需要大量用水;塔式技术也需要大量用水;只有碟式技术发1千瓦时电只需1.4升水,能适应日照时间长的沙漠和戈壁地区,在三种光热发电技术中转化率最高。

  据了解,目前,我国光热发电产业商业化示范项目刚刚起步,打造我国太阳能光热产业链需要解决的问题有很多,比如,要掌握关键零部件技术,并经过商业实践的考核;国内大型发电系统建设和调试缺乏经验,需要与国外企业和专家合作;需要国家出台强有力的扶持政策调动企业的积极性,但业内人士普遍认为,最迫切的重中之重,就是核心设备和关键零部件的国产化研制问题,只有打破这一瓶颈,才能有望从根本上降低太阳能热发电产业的成本,推动太阳能热发电在我国的商业化应用。

  近年来随着世界光热发电市场的爆发式增长,槽式光热发电从系统集成到关键部件制造各个环节,西门子、阿尔斯通、ABB等诸多巨头纷纷涌入,使得槽式光热电站的整体系统以及聚光系统、传热系统、储热系统等各子系统的设计、工程建设、运行维护水平都得到了巨大的提升,聚光组件(SCA)、集热管(HCE)、抛物面反射镜等关键部件形成了相应的行业规范。

  从国内情况来看,槽式光热发电所需的集热管、聚光镜和塔式要用的镜场跟踪系统、集热器等核心设备,都有企业在进行研发,并实现了相关的技术突破,但目前的关键问题是,要从实验室突破到实现商业化量产还有很长一段路要走,诸多问题还需解决。

  政策支持 光热发电技术正在攻关

  在持续的关注和支持下,十一五期间863计划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;同时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。2010年,科技部又启动973计划项目高效规模化太阳能热发电的基础研究。

  有科技主管部门的支持和引导,我国在光热发电领域的技术成果不断涌现,产业应用的技术门槛现在被逐步跨越。科技部近日发布的《太阳能发电科技发展十二五专项规划》,进一步明确了太阳能发电领域产业技术发展的路径:十二五期间,将加大10兆瓦级太阳能塔式热发电技术、分布式太阳能热发电技术、太阳能储热技术等相关技术的研发和规模化利用。

光热发电产业

  为协调各方力量,共同推动光热发电技术和产业的发展,《规划》还计划成立光热发电项目办公室,用于加强对科技投入的统筹管理,从政策方面对光热发电给予重视。

  总体上看,经过多年的积累,我国已在太阳能吸热、热电转换及储热材料、聚光装备、槽式真空管、不同形式的吸热器、碟式斯特林发电系统、塔式高温热发电系统设计等领域都有了较大进步。当前,大规模发电技术正在被突破,部分关键器件已产业化。光热发电大规模应用和产业化的技术门槛,正在一步步被跨越。

  光热发电产业发展潜力巨大

  尽管现阶段还无法在成本方面与光伏竞争,但在专业人士看来,由于可以解决能源储存难题及具有电网友好性,光热发电更具有向替代能源发展的潜力,对中国这样的能源需求大国而言,选择发展光热发电无疑更符合国情。中科院电工所姚志豪博士认为,由于光热发电能直接产生公平的散热交流电,并可连续发电,将来有可能完全替代火电、核电,承担基础负荷。且相比光伏和风电而言,光热发电属于电网友好型电源,更易于被电网接纳。除了可以用来发电外,光热发电的高温属性还可以用来进行高热化工。光热发电过程中,能够获得上千度的温度,这一温度可以用于很多化学反应,例如用于煤制油、煤制天然气等。目前煤制油是四吨煤可以制一吨油,而用光热则可实现两吨半煤制一吨油。而且耗损很低,能耗很少,污染也很小。尽管光热发电与光伏二者很难说谁忧谁劣,但受制于夜间不能发电的劣势,光伏无疑带给电网的压力更大,光热发电在这方面则有相对优势。

光热发电产业

  广阔的产业前景孕育着巨大的市场空间。有分析指出,目前建造一个主流的50兆瓦槽式太阳能热发电站,设备投资额为每千瓦1.5万元左右。因此,若以2015年装机达100万千瓦,2020年达300万千瓦计算,十二五光热发电仅设备一项市场规模就可达150亿元,10年内设备市场规模可达450亿元。而随着未来10年内光热发电大规模商业化启动,这一市场的总投资规模甚至可达千亿元以上。

  从更宏观的角度看,光热发电产业链很长,对其他诸多产业的带动作用也较大,既能推动集热管、反光镜、锅炉、储热材料、气冷发电机等能源设备行业的发展,又能促进玻璃、钢材、水泥等基础产业的发展。光热发电产业对整个国民经济的拉动作用,令人鼓舞。

(来源:未知)

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