太陽能熱發電能否超越光伏、挑戰火電,成為一種基礎電力,成本和環境影響是關鍵的考量因素
中國目前最大的太陽能熱發電項目――內蒙古50兆瓦項目的特許權招標,預計于今年五六月開始。
有業內人士表示,這一項目的啟動,將引爆中國太陽能熱發電市場,產業和投資界人士將蜂擁而至。
更有專家認為,太陽能熱發電(或稱光熱發電)一旦啟動,其發展速度將比光伏發電更快,甚至有可能挑戰火電,成為一種基礎電力。
光熱發電的全球版圖
當下世界各地建造的太陽能電站,基本上都屬于光伏發電(Photovoltaic Power,PV),僅2009年一年的裝機容量就達到6千多兆瓦,或者說600萬千瓦。所謂光伏發電,是指利用太陽能電池,將光能直接轉變為電能。
同時,太陽能熱發電的浪潮(Concentrated Solar Power,CSP)也正在興起。太陽能熱發電是指利用大規模陣列鏡面收集太陽熱能,通過換熱裝置提供蒸汽,然后結合傳統汽輪發電機技術,達到發電的目的。目前,全球投入使用的太陽能熱發電電站裝機容量約有700兆瓦,在建項目1200兆瓦,已經宣布建設的裝機容量則為1.26萬兆瓦。
太陽能熱發電有槽式、塔式和碟式三種系統。其中,槽式技術最為成熟、商業化運營規模最大,它通過槽式拋物面聚光鏡收集太陽能。
從理論上講,采用太陽能熱發電技術,可以避免光伏發電中昂貴的硅晶光電轉換工藝,大大降低太陽能發電的成本。白天,太陽能熱發電站的集熱系統直接驅動汽輪機發電,同時把部分熱量儲存在巨大的容器組成的蓄熱系統;晚上,則可以利用蓄熱發電。
中國電力[1.88 0.00%]科學院研究院副總工程師胡學浩對本刊記者表示,由于太陽能熱發電和火電一樣是通過蒸汽輪機,加上太陽能熱發電帶有熱儲存系統,更有利于電力系統的穩定。
1984年,世界上最早的太陽能熱發電站出現在美國加州。這之后,由于電站集成技術方面存在阻礙,太陽能熱發電有過近20年的停頓,從而給光伏發電留出了極大的發展空間。
如今,從美國到歐洲,都將太陽能熱發電作為未來替代能源的關鍵候選之一。根據美國加州的計劃,到2030年,新能源發電容量中太陽能熱發電與光伏發電的比例為4∶1。
目前,西班牙是太陽能熱發電規模最大的國家,既有11兆瓦量級的塔式電站,也有100兆瓦量級的槽式電站。
在西班牙的可再生能源規劃中,設定了2005年-2010年裝機容量500兆瓦的目標。這一目標已經提前實現。于是,西班牙部長會議在2009年11月通過決議,提出2010年-2013年太陽能熱發電裝機容量的新目標:2440兆瓦。
2009年7月啟動的“歐洲沙漠行動”,堪稱可再生能源領域最具野心的計劃。多個歐洲財團和企業,計劃在未來十年內投資4000億歐元,在中東及北非地區建立一系列并網的太陽能熱發電站,來滿足歐洲15%的電力需求,以及電站所在地的部分電力需求。
中國內蒙古特許權招標
在太陽能熱發電的熱潮中,中國業界也不甘落后。
2009年10月,“中國太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟”成立,首批成員包括中國科學院電工研究所、華電集團、皇明太陽能、保定天威、金晶集團、西安航空動力[30.38 -0.13%]集團、中國電力工程顧問集團、清華陽光、上海交大等30家企業和研究所。該聯盟的首屆理事長為中國科學院電工研究所王志峰研究員。
該聯盟計劃在“十二五”(2011年-2015年)期間,爭取在中國西部建設[33.23 1.31%]1000兆瓦級規模的太陽能熱發電站。
2009年12月,中國科學院電工研究所作為第一承擔單位的國家重點基礎研究計劃(即“973計劃”)“高效規?;柲軣岚l電的基礎研究”項目正式啟動。項目負責人告訴本刊記者,他們將對太陽能熱發電關鍵系統部件和材料進行攻關,也要爭取建立不同規模的塔式電站、槽式電站和碟式電站。
“十一五”(2006年-2010年)期間,中國科學院電工研究所已經在國家高技術發展計劃(即“863計劃”)支持下,于北京八達嶺開始建設1兆瓦的太陽能塔式熱發電實驗項目。
即將于今年五六月間在內蒙古公開招標的50兆瓦槽式太陽能熱發電電站,則是目前國內規模最大的太陽能熱發電。根據內蒙古當地相關部門的估算,該項目總投資16億元人民幣。項目建成后,每年可發電1.2億度,分別實現產值1.8億元和稅收1530萬元。
“這一項目將引起中國整個太陽能熱發電行業的覺醒?!?月12日,在蘇州舉辦的西交利物浦大學中英電力與能源研討會上,中國科學院電工研究所研究員王志峰透露。
早在三年前,該項目就作為全國示范項目獲得了國家發改委下達的《關于同意內蒙古自治區太陽能熱發電示范項目開展前期工作的復函》。隨后,德國太陽千年公司(下稱太陽千年)與內蒙古綠能新能源有限公司(下稱內蒙古綠能新能源)共同建立了內蒙古施德普太陽能開發有限公司(下稱施德普太陽能),專門從事中國首個太陽能槽式熱發電的可行性研究報告和實施工作。
根據2009年2月內蒙古水利廳批復的該項目水土保持方案資料,項目位于鄂爾多斯[13.94 0.14