太陽(yáng)能未來(lái)大市場(chǎng)：瞄準(zhǔn)太陽(yáng)能熱發(fā)電

　　目前，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，在太陽(yáng)能熱發(fā)電裝備的設(shè)計(jì)制造、電站系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)建設(shè)等方面均處于空白或起步階段。究其原因，主要存在著技術(shù)掌握、成本控制、投資能力等三個(gè)方面的原因。

　　太陽(yáng)能熱發(fā)電作為新能源一個(gè)不可或缺的組成部分，經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展，目前在國(guó)外已經(jīng)進(jìn)入全面商業(yè)化階段，美國(guó)能源局已將太陽(yáng)能熱發(fā)電定義為基礎(chǔ)能源。拋物面槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)有了近三十年的應(yīng)用歷史，全球太陽(yáng)能熱電站90%以上采用槽式技術(shù)，其技術(shù)成熟可靠。

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　　近年來(lái)，隨著世界太陽(yáng)能熱發(fā)電市場(chǎng)的爆發(fā)式增長(zhǎng)，槽式太陽(yáng)能熱發(fā)電從系統(tǒng)集成到關(guān)鍵部件制造各個(gè)環(huán)節(jié)，西門(mén)子、阿爾斯通、ABB等諸多巨頭紛紛涌入，使得槽式太陽(yáng)能熱電站的整體系統(tǒng)以及聚光系統(tǒng)、傳熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)等各子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、運(yùn)行維護(hù)水平都得到了巨大的提升，聚光組件SCA、集熱管HCE、拋物面反射鏡等關(guān)鍵部件形成了相應(yīng)的行業(yè)規(guī)范，世界太陽(yáng)能熱發(fā)電市場(chǎng)已經(jīng)啟動(dòng)。

　　主要障礙

　　目前，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，在太陽(yáng)能熱發(fā)電裝備的設(shè)計(jì)制造、電站系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)，系統(tǒng)建設(shè)等方面均處于空白或起步階段。究其原因，主要存在著技術(shù)掌握、成本控制、投資能力等三個(gè)方面的原因。

　　1.技術(shù)掌握

　　太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)主要來(lái)源于擁有先進(jìn)技術(shù)的發(fā)達(dá)國(guó)家。以光伏技術(shù)為例，我國(guó)的光伏產(chǎn)業(yè)基本上采用引進(jìn)設(shè)備帶技術(shù)的方式發(fā)展起來(lái)的，其原因是發(fā)達(dá)國(guó)家在光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，日益受到環(huán)境和成本的巨大壓力，使光伏產(chǎn)業(yè)形成了向中國(guó)的轉(zhuǎn)移，中國(guó)在產(chǎn)業(yè)承接的同時(shí)，推動(dòng)了自主技術(shù)的研發(fā)，從而成為全球最大和最具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的光伏產(chǎn)業(yè)基地。而對(duì)于太陽(yáng)能熱發(fā)電，世界各國(guó)特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家，目前均有明確的扶持或補(bǔ)貼政策，商業(yè)化的市場(chǎng)規(guī)模近兩年出現(xiàn)了井噴式發(fā)展，CSP的市場(chǎng)和利潤(rùn)都處于豐厚回報(bào)期。供應(yīng)鏈出現(xiàn)供不應(yīng)求的狀態(tài)，無(wú)論是發(fā)電裝備供應(yīng)商、電站系統(tǒng)集成商都處于訂單飽和狀態(tài)，再加之掌握的CSP技術(shù)的公司較少，技術(shù)擴(kuò)散程度很低，因此國(guó)外CSP產(chǎn)業(yè)目前還沒(méi)有類(lèi)似國(guó)外光伏產(chǎn)業(yè)所面臨的成本壓力，主要的制造廠商均采用控制規(guī)模、溢價(jià)銷(xiāo)售策略，這就直接導(dǎo)致類(lèi)似Simens、Schott等公司缺乏進(jìn)行產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移、控制成本的動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)階段我國(guó)還很難從國(guó)際大公司進(jìn)行技術(shù)引進(jìn)和深入的合作。

　　在“十五”期間，由中國(guó)科學(xué)院電工研究所、工程熱物理所等科研機(jī)構(gòu)和皇明太陽(yáng)能集團(tuán)公司、新疆新能源公司、南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司等企業(yè)，開(kāi)始了太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)的項(xiàng)目研究。進(jìn)入“十一五”以來(lái)，隨著國(guó)家對(duì)可再生能源的高度重視，太陽(yáng)能熱發(fā)電受到來(lái)自政府部門(mén)的大力支持。

　　目前，我國(guó)科研機(jī)構(gòu)及相關(guān)企業(yè)已經(jīng)掌握了一批太陽(yáng)能熱發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)。比如，對(duì)抗風(fēng)載高精度定日鏡技術(shù)、高溫塔式吸熱器技術(shù)、高溫儲(chǔ)熱技術(shù)、電站控制技術(shù)、塔式發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)和集成技術(shù)、槽式真空管制造工藝和槽式聚光器集成技術(shù)等等。但現(xiàn)有的所有技術(shù)均處于試驗(yàn)室階段，沒(méi)有得到規(guī)?；瘧?yīng)用的驗(yàn)證。而在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)維護(hù)方面更是一片空白，太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)瓶頸的突破、驗(yàn)證尚有待規(guī)?；?xiàng)目的實(shí)際應(yīng)用。因此現(xiàn)階段技術(shù)的局限性極大地制約了太陽(yáng)能熱發(fā)電在中國(guó)的發(fā)展。

　　2.成本控制

　　太陽(yáng)能熱發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)主要是受太陽(yáng)資源及環(huán)境、電站造價(jià)的影響。對(duì)于中國(guó)太陽(yáng)能資源而言，在西部地區(qū)有較大光資源豐富的荒漠面積可供太陽(yáng)能熱發(fā)電，但現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)進(jìn)行太陽(yáng)能熱電站建設(shè)所有的技術(shù)、設(shè)備均需全部進(jìn)口，使得目前國(guó)內(nèi)CSP電站建設(shè)成本居高不下，尚無(wú)法在國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)水平上得以規(guī)模化的商業(yè)應(yīng)用。如目前我國(guó)火力發(fā)電投資成本為每千瓦3500~4000元，陸上風(fēng)電約7000元，光伏發(fā)電是8000~9000元，太陽(yáng)能熱電站是2~2.5萬(wàn)元。即使和光伏發(fā)電相比，太陽(yáng)能熱電站目前的投資成本也是其3倍。這就直接導(dǎo)致了太陽(yáng)能熱發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的居高不下，以?xún)?nèi)蒙古50MW太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，從該項(xiàng)目業(yè)主前去國(guó)內(nèi)各設(shè)備廠家詢(xún)價(jià)的結(jié)果看，1.5元/千瓦時(shí)左右的電價(jià)是比較合適的，但與光伏發(fā)電相比，仍不具有優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)首個(gè)光伏并網(wǎng)發(fā)電示范項(xiàng)目敦煌10兆瓦太陽(yáng)能項(xiàng)目最終中標(biāo)價(jià)僅為1.09元/千瓦時(shí)。2010年8月，國(guó)家第二批大型光伏電站特許權(quán)項(xiàng)目開(kāi)標(biāo)，13個(gè)項(xiàng)目的上網(wǎng)電價(jià)均低于1元/千瓦時(shí)。

　　3.投資能力

　　太陽(yáng)能熱發(fā)電是一個(gè)規(guī)模效應(yīng)顯著的產(chǎn)業(yè)，就電站建設(shè)而言，最具經(jīng)濟(jì)效益的電站規(guī)模需要超過(guò)100MW。因此電站建設(shè)初期投資很大，在國(guó)內(nèi)尚沒(méi)有成熟商業(yè)化示范電站的情況下，發(fā)電公司處于風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的考慮，前期不會(huì)介入相關(guān)大規(guī)模電站的建設(shè)。而其他制造環(huán)節(jié)領(lǐng)域的公司不具備相應(yīng)的資金實(shí)力進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用示范電站建設(shè)，這也是國(guó)內(nèi)太陽(yáng)能熱發(fā)電市場(chǎng)目前處于空白階段的一個(gè)重要原因。通過(guò)技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?；谕瓿蓢?guó)產(chǎn)化產(chǎn)業(yè)整合以后，太陽(yáng)能熱電站的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本將還有降低的空間,其發(fā)電成本即使在中國(guó)目前的經(jīng)濟(jì)條件下，也完全具備商業(yè)化應(yīng)用價(jià)值。

　　發(fā)展優(yōu)勢(shì)

　　太陽(yáng)能熱發(fā)電主要是指太陽(yáng)能集熱器把收集到的太陽(yáng)輻射能傳遞至接收器，產(chǎn)生熱空氣或者熱蒸汽，用傳統(tǒng)的電力循環(huán)來(lái)產(chǎn)生電能。目前主要有兩種解決方案：一種為系統(tǒng)中配置蓄能系統(tǒng)，將收集到的太陽(yáng)能存儲(chǔ)起來(lái)，以便于為電站在夜間或者多云天氣時(shí)提供熱能，保證連續(xù)發(fā)電；另外一種方案為將太陽(yáng)能與其他能源組成互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)，當(dāng)太陽(yáng)能供應(yīng)不足的情況下，由其他能源供應(yīng)熱能，這樣可以保證系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。國(guó)外相關(guān)研究表明，相對(duì)于光伏發(fā)電而言，太陽(yáng)能熱發(fā)電能夠?qū)崿F(xiàn)電網(wǎng)大容量供電，是太陽(yáng)能大規(guī)模利用的有效途徑之一。

　　目前在國(guó)際上，太陽(yáng)能利用呈現(xiàn)太陽(yáng)能光伏PV、聚光光伏CPV、光熱發(fā)電CSP同步快速發(fā)展。在太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)中，較光伏發(fā)電相比，太陽(yáng)能熱發(fā)電有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，越來(lái)越引起全球范圍內(nèi)的重視，發(fā)展速度非常迅猛，在西班牙其裝機(jī)容量甚至已經(jīng)超過(guò)光伏。具體而言太陽(yáng)能熱發(fā)電CSP的獨(dú)有特點(diǎn)在于：

　　1.通過(guò)熱儲(chǔ)存技術(shù)，能夠提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)能力，具備調(diào)頻、調(diào)峰能力，對(duì)電網(wǎng)沖擊很?。?/p>

　　2.系統(tǒng)效率高，發(fā)電成本低；

　　3.可以與傳統(tǒng)熱電站結(jié)合，形成聯(lián)合發(fā)電模式；

　　4.規(guī)模效益顯著。

　　太陽(yáng)能熱發(fā)電可采用大規(guī)模低成本的蓄熱技術(shù)，因此可下轉(zhuǎn)第31版上接第30版輸出穩(wěn)定連續(xù)的電能，克服了光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的這一缺陷，將來(lái)有可能成為人類(lèi)的主力能源，因此太陽(yáng)能熱發(fā)電越來(lái)越引起全球范圍內(nèi)的重視。

　　太陽(yáng)能資源方面，中國(guó)超過(guò)2/3的土地面積每年接收5.02×106kJ/m2太陽(yáng)輻射。按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，太陽(yáng)直射值DNI只需要大于每天5 kWh/m21800kWh/m2/y就可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能熱發(fā)電經(jīng)濟(jì)化，西藏、新疆、內(nèi)蒙古、青海部分地區(qū)、甘肅西部都是潛在的太陽(yáng)能熱電站候選地址。

　　根據(jù)國(guó)產(chǎn)化后的電價(jià)成本和國(guó)內(nèi)適宜進(jìn)行太陽(yáng)能熱電站區(qū)域所覆蓋的范圍，在國(guó)內(nèi)進(jìn)行大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用太陽(yáng)能熱電站建設(shè)的基礎(chǔ)條件是完全具備的。與此同時(shí)，還應(yīng)注意到，我國(guó)以煤炭為主的能源體系，其二氧化碳的排放量已是“老大難”問(wèn)題，以煤為主能源體系的根本性變革只能是走“清潔化低碳化”道路。由于太陽(yáng)能熱發(fā)電與火電站具備最佳的聯(lián)合發(fā)電模式，因此在對(duì)現(xiàn)有火電廠進(jìn)行太陽(yáng)能改造方面，太陽(yáng)能熱發(fā)電擁有其他任何新能源均不具備的天然優(yōu)勢(shì)。

　　未來(lái)愿景

　　太陽(yáng)能作為一種環(huán)保、清潔的可再生能源，可有效減少化石燃料消耗和依賴(lài)，具有良好的環(huán)保效益，符合科學(xué)發(fā)展觀要求。在經(jīng)歷金融危機(jī)以及面臨全球氣候變暖的問(wèn)題后，各發(fā)達(dá)國(guó)家政府均把新能源產(chǎn)業(yè)作為拯救經(jīng)濟(jì)的一個(gè)突破口，給予積極的扶持和推動(dòng)。而在國(guó)內(nèi)，隨著胡總書(shū)記和溫總理相繼在聯(lián)合國(guó)氣候變化峰會(huì)和哥本哈根會(huì)議上表明我國(guó)面對(duì)氣候變暖問(wèn)題的態(tài)度，就我國(guó)可再生能源利用和二氧化碳減排比例，做出莊重承諾后，國(guó)內(nèi)新能源的發(fā)展猶如箭在弦上，待《新能源產(chǎn)業(yè)振興和發(fā)展規(guī)劃》正式出臺(tái)，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入一個(gè)不可遏止的快速發(fā)展通道。

　　根據(jù)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，從現(xiàn)在開(kāi)始到2015年為示范和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前期準(zhǔn)備階段，建設(shè)了1MW的北京延慶塔式科研示范項(xiàng)目；內(nèi)蒙古巴拉貢50MW的工程示范項(xiàng)目也在準(zhǔn)備招標(biāo)。項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前期準(zhǔn)備的地區(qū)主要在甘肅河西走廊、內(nèi)蒙古西部、新疆南疆、青海、西藏等地。2015年到2020年為初步商業(yè)化運(yùn)作階段。受?chē)?guó)內(nèi)外發(fā)展的推動(dòng)，經(jīng)示范和產(chǎn)業(yè)推動(dòng)，中國(guó)的太陽(yáng)能熱發(fā)電項(xiàng)目將以每年300~500MW的速度增長(zhǎng)，其電力市場(chǎng)為所在區(qū)域。因此，在國(guó)家對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電出臺(tái)明確扶持政策的情況下，其市場(chǎng)前景非?？春?，達(dá)到IEA國(guó)際能源署、ESTELA歐洲太陽(yáng)能光熱電力協(xié)會(huì)和綠色和平組織三家機(jī)構(gòu)在2009年發(fā)布的對(duì)中國(guó)CSP的總裝機(jī)容量和年裝機(jī)容量的預(yù)測(cè)，2030年裝機(jī)容量37GW，是非常有可能的。我國(guó)政府在中國(guó)《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》提出到2020年，太陽(yáng)能熱發(fā)電總?cè)萘窟_(dá)到20萬(wàn)千瓦的目標(biāo)一定會(huì)提前實(shí)現(xiàn)，這個(gè)時(shí)候，我國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電基本和光伏相當(dāng)，相信中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)在不久的將來(lái)一定會(huì)得到長(zhǎng)足的發(fā)展。


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