前不久,2010中國太陽能熱發電產業發展高峰論壇在湖南沅陵召開,光熱發電成為與會人士探討的熱點話題,那么,光熱發電能否成為我國新能源發展未來的主角呢?
發展光熱并非要替代光伏
作為我國太陽能發電的后起之秀,光熱究竟應該如何定位呢?對此,國務院參事、中國
前不久,2010中國太陽能熱發電產業發展高峰論壇在湖南沅陵召開,光熱發電成為與會人士探討的熱點話題,那么,光熱發電能否成為我國新能源發展未來的主角呢?
發展光熱并非要替代光伏
作為我國太陽能發電的后起之秀,光熱究竟應該如何定位呢?對此,國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定寰觀點明確,他說:“光熱發電是最近十幾年國際上很看好的一個重要發展方向,美國在加州已建有不同形式的光熱發電示范裝置,但發展光熱的目的是為了更好地將太陽能加以充分利用,并不是要代替光伏技術,它們都是太陽能利用的不同利用方式。”
據華北電力大學副校長楊勇平介紹,美國、西班牙、德國等國在光熱發電技術產業化方面推進的速度非常快,目前,太陽能光熱發電在全球已運行裝機容量近70萬KW,在建的近100萬KW,西班牙規劃在2012年以前建成180萬KW,美國也提出了宏偉計劃,在最近幾年規劃建設480萬KW的項目,其中320萬KW已簽訂建設合同。他說:“我國的光熱產業近幾年也開始蓬勃發展,但太陽能熱發電目前面臨的最大困惑和挑戰是成本!”
事實上,成本問題并非光熱所獨有,即使在光伏產業內部,同樣也存在晶硅電池與薄膜電池兩種道路之爭。因為薄膜電池擁有成本優勢,而晶硅電池的轉換率則略勝一籌。不過,薄膜電池在轉換率上正在奮起直追,美國一家公司的薄膜電池轉換率已達到了11%。
中科院工程熱物理研究所研究員金紅光比較推崇光熱技術,他坦承,和光伏相比,光熱有著自己的技術瓶頸。由于太陽能是低密度能源,而電是高密度能源,在轉化過程中,能源轉化效率低,同時由于集熱成本高,最后造成太陽能熱發電總的投資很高,在美國即便是大規模應用,總投資還沒有降下來。“目前太陽能發電的單位投資還沒有降到社會能夠承受的范圍”,金紅光分析道,“太陽能發電單位投資如果在5萬元/KW以上,這種高投資是難以推廣的,市場是看不見的;如果說能夠降到3萬元/KW,則市場開始出現,如果再降到1.5萬元/KW,它的市場將是非常大的,再降到1萬元/KW,那么其市場就不可估量。”因此,他認為必須突破太陽能熱發電中的效率低、成本高這兩個瓶頸。
作為兩種不同原理、不同技術路線的發展方案,就應用而言,目前光伏走在了光熱的前面。楊勇平說:“目前世界光伏的裝機容量超過2000萬KW,而光熱發電還不到70萬KW。”據悉,我國去年光伏發電已經達到300MW,但太陽能熱發電還沒有更多的商業化實質性項目。中國可再生能源學會光電專業委員會秘書長吳達成認為,兩者存在直接競爭的關系,而技術則是保證競爭優勢的關鍵因素。他說:“技術進步、規模化應用和市場競爭,可以使發電成本逐漸下降。”據吳達成介紹,就光熱發電而言,目前槽式技術比較成熟,成本有望比較低;塔式技術主要是在示范試驗階段;碟式發電成本會高一些,不過可以建設比較小型的電站。吳達成說:“光伏和光熱兩種技術都有很大的發展空間,希望到2015年,光熱發電初始投資可以降到2.5萬元/KW,每度電成本達到1.5元;2020年,光熱初始投資進一步降到1.5萬元/KW,每度電成本0.6~0.8元。”
光熱結合燃煤可另辟蹊徑
中國工程熱物理學會理事長徐建中院士表示,盡管光熱技術并不是最近才出現的,但卻展現了一個無限發展的前景。他說:“與光伏相比,光熱具有儲能技術,從而能夠避免晴天發電、陰天不能發電的麻煩問題,這使得并網更加容易。”對此,吳達成持同樣觀點,他說:“光熱由于可以儲熱,它的發電相對更加平穩,可以延長發電時間。有人希望光熱發電每天能實現12小時以上。”
盡管目前來看,與光伏相比,光熱并不占有成本優勢,但楊勇平認為,光熱在有些方面是可以和光伏競爭的。他介紹說,光熱發電設施有三套系統:集熱、儲能、發電,與燃煤電站有許多共同之處,特別是在發電環節,從熱能轉變為電都是傳統的成熟技術,如果能把兩者結合起來,把太陽能產生的熱量送入燃煤電站,發電部分交給燃煤電站的高效大機組,則可以實現高效率。目前,單純的光熱發電最大機組在美國,為8萬KW,主汽溫度多為400度,壓力也比較低;而燃煤電站單機容量則高達100萬KW,主汽溫度高達600度,壓力達到260個大氣壓。楊勇平說:“如果兩者結合,效率能夠大大提高,這意味著成本的下降。”他分析說,兩者結合可以省掉光熱發電的第二和第三部分,蓄能和發電部分的成本降低,則整個造價可降低30%以上,在當前來講,這是比較現實和可行的辦法。據初步測算,如果太陽能的集熱系統與燃煤電站的30萬KW機組結合,年均發電效能太陽能占1萬KW,其他29萬KW用燃煤,煤耗可以降低17克,發電成本應當可以和光伏競爭。
“如何與傳統的電廠有效互補,是太陽能熱利用時所具有的優勢,而光伏不容易和傳統的電廠進行互補”,金紅光說,“這些應用原則是非常重要的。”
一切取決于降低成本
在2010中國太陽能熱發電產業發展高峰論壇舉辦的當天,北京中航空港通用設備有限公司在沅陵工業園占地200畝的槽式太陽能熱發電成套設備生產基地舉行了奠基儀式。今年年初,北京中航通用公司與中科院工程熱物理研究所、華北電力大學合作,實現了槽式太陽能熱發電系統成套設備核心技術曲面聚光鏡從技術到生產的完全國產化。
中航通用公司副總經理張志明表示,以利用國產設備建造一個50MW規模大小的槽式太陽能熱發電站為例,總的設備投資在1.5萬元/KW左右,大大低于光伏發電設備投資成本。2年后,將有可能實現9000元/KW。
對于太陽能熱發電大規模推廣應用的成本問題,金紅光表示:“單位千瓦投資在第一個電站中要控制在1.5萬元/KW以內,在100~200MW以內,降至單位投資1萬元/KW以內,這是我們的近期目標。”他同時認為,2050年以后太陽能發電的高參數、大容量,則是未來的計劃,并不是今天的產業化目標。
對于光熱產業發展的資金問題,國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定寰表示,光熱產業在發展中不能沿襲過去老的模式,主要依靠政府投資,必須加大產業自身同資本市場的對接,以解決經費不足的問題。他說:“政府的支持是必要的,但社會資本的力量同樣不容忽視。最近幾年股權基金、社會資本想投入清潔能源開發的很多,就看地方有無良好的條件去吸引這些資金。”
降低成本光熱光伏“同病相憐”
在利用太陽能發電的進程中,光伏也好,光熱也罷,其實兩者只是兩種不同的技術發展路線,用專家的話說,兩者“各有各的用途,各有各的發展方向,同時也各有各的優勢和存在的問題”。
就目前太陽能發電的發展規模和水平而言,顯然光伏走在了光熱的前面,但事實上,兩者在大規模推廣應用中卻面臨著同樣的關鍵性問題,即成本收益問題。寄希望太陽能發電在成本上與傳統電力進行真正的市場競爭,至少在目前顯然是不現實的。如果沒有政策的扶持,太陽能發電就難以走出尷尬的境地。
據國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定寰介紹,我國光伏電池生產制造從2007年開始成為全球第一,且已連續3年保持了全球第一的位置,占全球光伏電池產量的近40%。但令人遺憾的是,一方面作為光伏電池生產大國,我國光伏電池的年產量超過了4000MW,總的生產能力高達5000MW,今年可達6000~7000MW;但另一方面,現在全國光伏發電總的裝機容量才300MW多點。
由于我國光伏電池的產量遠遠高于國內市場的容量,結果中國生產的光伏電池大部分都用于出口。目前海外市場需求巨大,據說光伏電池工廠晝夜加班,有的訂單已經排到了明年。
風能發展的變化同樣證明政策在新能源推廣發展中是何等的重要,因為有了上網電價,風能近年發展很快,其中政策對其應用起了重要作用。
而今,在全國范圍內,由于太陽能發電的電價還沒有確定下來,制約影響了市場的發展,影響了投資者的積極性,結果是產業制造發展很快,但應用市場發展很慢。
因此,現在是到了決策和規劃部門真正下決心大力發展太陽能發電的時候了!讓人稍感欣慰的是,目前我們對太陽能發電正在進行招標,希望找到合理的電價定位。
最后,企業固然是自主創新的主體,但政府并非可以袖手旁觀。歐美等國都投入了大量的資金來加強院校、科研院所和企業的創新活動。因此,強調企業創新,不等于說政府沒有責任,在前沿、戰略性基礎性工作中,政府要投入大量的經費予以支持。例如,在發展新能源中,各地的資源評估工作大大滯后,資源情況不清楚,如何確定當地是否適合建電站,這將是政府要做的基礎性工作之一。
作者:王曉濤 來源:
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