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聚集光热发电商业化

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  不管在国内和国外,太阳能热发电都是最有远景的处理未来动力问题的可再生动力发电技能。因为太阳能热发电可与低本钱大规划的蓄热技能结合,可供给安稳的高质量电能,克服了风力和光伏电站因为无法大规划运用蓄电池而构成输电质量差、对电网冲击大的缺点,被以为是可再生动力发电中最有出路的发电办法之一,有或许成为将来的主力动力。

  低碳技能会成为未来全球技能制高点和经济发动机,要清晰碳捕获与封存(CCS)在我国低碳开展战略中的定位。CCS能够完成高碳动力低碳化运用,即便通过前进能效和运用可再生动力能够满意减排方针,但根据我国的资源和动力结构特色以及国家安全需求,高碳动力仍是不行或缺的。要改造经济开展方式,不只要改动动力结构,也要改动动力运用办法,CCS必将推动这种改动。

  要完成我国中远期减排总体方针,CCS将是必要的技能贮备,因为只是依托节能以及开展新动力和可再生动力是不足以支撑低碳途径的,2030年后二氧化碳排放将到达峰值,在2050年之前或许不会有明显下降。

  CCS技能是一种特别的动力环境技能,但现在知道上有不合,有部分专家以为CCS是一种不行继续技能,这是因为它过高的能耗和本钱。事实上,现有CCS技能仍无法完成商业化,须有一部分公共投入,只要在未来二氧化碳价格和技能本钱趋向平等水平常,CCS才有望完成商业化运转。

  除此之外,此技能还有一些不足之处,埋存受客观地舆条件的束缚,并且二氧化碳减排是这项技能的仅有收益。所以现有CCS技能难以满意中远期减排方针,现有CCS技能在功率上会丢失7~15个百分点,每吨的捕集本钱为30~60美元,这是现阶段发达国家才干够接受的水平。我国特别国情决议高碳动力结构近期难以改动,一次动力消耗量十分巨大,导致动力资源紧缺的对立杰出;可是,应当看到,CCS本钱下降潜力不容忽视。

  技能上的改动使CCS呈现新打破口,焚烧前和焚烧中热化学运用在体系源头就能以化学能梯级运用作为驱动力捕获二氧化碳,一起处理了动力的有用运用和环境保护的问题,被以为是未来动力环境科技立异的根本办法。

  关于我国开展CCS技能,我以为,在现在没有构成技能道路,缺少长远规划,未能真实了解CCS技能的复杂性和难点,缺少原创性的基础研讨和技能研制效果不多的状况下,需求在政府和谐下,制定中长期战略,清晰技能定位、开展道路等。而多项演示工程的打破标明,企业是有热心的,但仍需求审慎推动,这样才干防止负面效应;只要在本钱下降、动力消耗削减的新CCS技能呈现后,才干扩展演示工程的规划和数量。还要制定多层面的科研方案,针对原创性研讨要点投入,这些行动才干使如今我国的CCS技能得到开展。

  我主张,要设定功率丢失少于5 个百分点,本钱低于每吨10美元的捕集技能方针,为此要特别加强基础研讨;CCS初期合适制作价值小、影响大的煤基演示工程,如二氧化碳富集职业;国家应建立CCS委员会,和谐基础研讨、技能研制和技能推广的工业化,并发布选择性鼓舞方针;要不断加强世界协作,主张联合国气候改变安排下面建立CCS专门技能委员会,规划全球CCS技能同享与转让机制。

  本年是“十二五”规划的开题之年,动力结构调整,清洁动力开发运用是咱们的重要任务。世界上,跟着减排的压力、气候改变的应战越来越大,各国都在调整可再生动力开展战略。特别是日本福岛核泄漏事端发生后,欧洲、北美、俄罗斯纷繁把清洁动力的要点转向和投入到可再生动力中,调整了相应的规划。德国2022年将间断核电站的运用,悉数转向清洁动力的运用。

  这几年国内的可再生动力也得到了严重的开展,特别是太阳能光伏和光热技能。但可再生动力运用在国内动力占比中依然十分小,到2020年到达15%,这是一个艰巨的方针。

  近期,国家发改委动力局进一步骤整了原有规划,太阳能发电规划进一步扩展,曩昔方案2020年达2000万千瓦,现在至少5000万千瓦以上。太阳能热发电已列入国家发改委的《工业结构调整辅导目录(2011年本)》,这是一个利好的工业方针。

  太阳能光伏和光热发电技能有巨大的开展空间。在政府有关部分的辅导和推动下,特别是执行《可再生动力法》的前提下,热发电技能获得了开展。单项技能、体系技能集成、太阳能热发电企业协作越来越广泛,奠定了热发电技能的杰出开展势头。我国榜首个热发电演示电站现已正式落地鄂尔多斯;青海也准备制作热发电电站;三亚这个具有太阳能热资源的世界旅游岛已建成一个1MW的热发电试验电站,正在调试运转,行将并网发电。0.94元的上网电价能有用地推动自主研制,演示工程的制作,光热工业整体性的开展。

  不管在国内和国外,太阳能热发电都是最有远景的处理未来动力问题的可再生动力发电技能。因为太阳能热发电可与低本钱大规划的蓄热技能结合,可供给安稳的高质量电能,克服了风力和光伏电站因为无法大规划运用蓄电池而构成输电质量差、对电网冲击大的缺点,被以为是可再生动力发电中最有出路的发电办法之一,有或许成为将来的主力动力。

  太阳能热发电演示电站所触及的工业链十分广泛,包括支架、玻璃加工和成型、机械传动体系和盯梢、监测和操控、高温换热器、高温熔盐罐、高温熔盐泵及水泵、管路阀门、高参数小容量蒸汽轮机、熔盐制作等。钢铁、水泥和玻璃是太阳能热发电的首要资料,据估计,制作一个10万千瓦电站需求1.5万吨玻璃、5万吨钢材,4万吨水泥,如完成年装机容量1000万千瓦,则每年需150万吨玻璃,500万吨钢材和400万吨水泥。因而大力推广和开展太阳能热发电,可带动十大工业开展,延伸了工业链,大大拉动钢铁、水泥和玻璃的需求,促进我国经济的高速开展。

  太阳能热发电技能在未来3~5年内会开展成为一个超越风力发电规划的战略性新兴工业。风力发电和光伏发电其产能现已过剩,商场现已饱满,现在出资这两个工业将面对巨大的危险。太阳能热发电现在正是出资的最佳时机。

  可是应该清醒地看到,我国太阳能热发电还处于酝酿期,其工业还未构成,因而在现在太阳能热电站配套部件还未完成批量生产的状况下,太阳能热电站的制作本钱肯定是高的,这就迫切需求我国政府出台工业扶持方针,如借款、免税、电价等。因为从研制到真实商业化,有一个逝世谷,假如政府方针缺位,工业将很难健康开展。

  应该看到,规范短缺、太阳能光热资源评价、第三方检测和人才问题也是限制热发电工业开展的要害因素。热发电没有职业规范,更没有国家规范,产质量量无法束缚,必然影响其集成,千万要汲取风电规范落后于开展的经验。资源评价的问题也很重要,请气象部分、地质部分、水资源部分联合评价全国的太阳能热发电资源状况,不要各地都一窝蜂地上项目,这样经济性效益会下降。第三方检测也不要疏忽,特别现在许多产品都处于研制阶段,需求第三方检测来查验其质量是否安稳。还有人才问题也是个瓶颈。最近几年才有大学开设可再生动力专业的本科生,北京工业大学已接连招收了5届可再生动力本科生,本年已有15名本科生结业,还有华北电力大学等几所校园有学生,但风格电的多,作太阳能热发电的少,这使得热发电工业的开展绰绰有余。

  国外的太阳能热发电技能虽然获得了巨大的成功,但仍未找到最佳处理方案。迫切要求改造太阳能热发电技能,前进太阳能热发电功率,下降本钱,前进牢靠性。因而太阳能热发电对我国来说还有时机,若能捉住这一时机,掌握低本钱高效的太阳能热发电核心技能,将有或许在世界太阳能热发电商场占有主导地位。

  北京工业大学在熔盐传热蓄热方面的研讨得到世界同行的高度重视。2010年3月美国爱达荷国家试验室(Idaho National Laboratory)宣告了一份70页的《液态熔盐热物理和热化学特性的工程数据库》陈述(Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties),在该陈述的第三章有关熔盐传热特性的介绍中,他们首要用了两页篇幅具体汇报了美国1954年、1955年、1979年对熔融盐传热研讨方面获得的效果,在本章接下来的四页篇幅中,该陈述具体引证了别离以吴玉庭教授和刘斌博士为榜首作者的两篇世界英文期刊论文,总共引证了论文中的6张熔盐对流换热试验数据图表和6个熔盐对流换热的试验相关式。我试验室论文也是这两篇陈述中引证的仅有我国人的研讨文献。

  到2011年8月,现在全球现已运转的商业太阳能热电站总装机容量为1352.65MW,在建的为3159.9MW,宣告要建的达14989.08MW。

  美国动力部于2009年发布的太阳能热发电研讨方案中,宣告到2015年太阳能热发电本钱将由2008年没有蓄热的13~16美分/kWh下降到2015年6小时蓄热的9~12美分/kWh,到2020年完成蓄热18小时,本钱下降到6美分/kWh。

  2009年,由绿色平和安排(Green Peace)、欧洲太阳能热发电协会(ECSPLA)和世界动力署SolarPACES安排一起编写的Concentrating Solar Power Global Outlook 09陈述指出,到2030年,太阳能热发电能满意世界电力需求的7%,2050年满意世界电力需求的25%。依照这一陈述,到2015年,全世界太阳能热发电累计装机容量到达2446万千瓦,年装机容量到达546万千瓦;到2020年,全世界太阳能热发电累计装机容量到达6858万千瓦,年装机容量到达1260万千瓦。到2035年,全世界太阳能热发电累计装机容量到达83070万千瓦,年装机容量到达4055万千瓦。

  在欧盟2010年6月发布的《太阳能热电2025》(Solar Thermal Electricity 2025)中指出,现在欧洲太阳能热电站的本钱是每千瓦27欧分左右,在2015年将敏捷下降到每千瓦10欧分的水平。一起在这个陈述中指出,到2025年,太阳能热发电的累计装机容量将到达6000万到1亿千瓦。

  从1981~1991年10年间,全世界制作了装机容量500kW以上的各种不同方式的兆瓦级太阳能热发电试验电站20余座,其间首要方式是塔式电站,最大发电功率为80MW。因为单位容量出资过大,且下降造价好不容易,因而太阳能热发电站的制作逐步萧瑟下来。

  对塔式太阳能热发电的研讨开发并未彻底间断。1980年美国在加州建成Solar I号塔式太阳能热发电站,装机容量10MW。通过一段时间试验运转后,在此基础上又制作了Solar II号塔式太阳能热发电站,并于1996年1月投入试验运转。

  20世纪80年代初期,以色列和美国联合组建了LUZ太阳能热发电世界有限公司。该公司会集力量研讨开发槽式抛物面聚光反射镜太阳能热发电体系。1985年~1991年,在美国加州沙漠相继建成了9座槽式太阳能热发电站,总装机容量353.8MW,并网营运。通过努力,电站的初度出资由1号电站的4490美元/kW降到8号电站的2650美元/kW,发电本钱从24美分/ kWh降到8美分/kWh。该公司方案到2000年,在加州建成总装机容量达800MW的槽式太阳能热发电站,发电本钱降至5~6美分/kWh。这一开展,经济上已可与惯例热力发电相竞赛。因为美国政府和州政府先后在1991年撤销对太阳能电站的出资减免税优惠方针,迫使第10号电站停建,公司宣告破产。20世纪80年代太阳能热运用技能的最大打破是完成了太阳能热发电的商业化。

  为继续推动太阳能热发电的开展,以色列、德国和美国几家公司联合在美国内华达州制作两座80MW槽式太阳能热电站,两座100MW太阳能与燃气轮机联合循环电站。在西班牙和摩洛哥别离制作135MW和18MW太阳能热发电站各一座。

  另一颇具实力的Solel公司也在致力于太阳能热发电,它于1992年接收了破产的Luz公司的技能,自称具有制作300MW大型太阳能热发电站的才能,将开发商场瞄向澳大利亚、以色列和北美洲。该公司已在澳大利亚制作一座70MW的槽型太阳能热发电设备,并方案在以色列建一座200MW的电站,一起正在洽谈在北美洲和另两洲建三座电站,每座200~300MW。悉尼奥运会时,Solel公司和米尔斯公司合建一个太阳能热发电的联合体,为奥运村旅馆和运动会主会场供给10MW的电力。

  现在,太阳能热发电在技能上和经济上可行的三种方式是抛物面槽式、塔式和抛物面盘式。在上述三种技能中,抛物面槽式抢先一步,美国加州的9座太阳热发电站能够代表槽式热发电技能的开展现状。塔式太阳热发电技能也是会集供电的一种适用技能,现在只要美国巴斯托建的一座SolarⅡ电站,功率为43MW,该电站成功运转两年后,两家美国电力公司还方案建两座100MW的电站。

  SolarPACES隶属于世界动力署(IEA),1977年始建,现具有19个成员国,5个在研方向。其任务是将会集起来的太阳能范畴可证实的重要动力技能传达向全世界。任务是促进可继续、牢靠、高效和具有本钱竞赛力的会集太阳能技能作为独立专家的世界网络,供给领导的技能开发,商场布置和动力同伴关系。和谐和推动会集太阳能技能的研讨,偏重新技能的研制;为鼓舞国家间动力方面的同伴供给参加项目的时机等等。我国在2011年加入了该安排,中科院电工研讨所是中方驻该安排的代表。

  正值全球动力格式改变之际,光热工业的重要性也日渐凸现,而在2009年建立的科技部太阳能光热工业技能立异战略联盟对光热工业的开展起到了至关重要的效果,它不只加深了各团体之间的联络与交流,并且已在特种燃料研制、要害器材规划制作、体系集成与项目规划、运转调试与测验等多方面获得了前进。

  光热联盟的首届理事会由联盟第一批30家签约单位组成,是科技部下文批复的全国第一批56家试点联盟之一,在新动力范畴仅此一家。联盟对光热工业的奉献很多,包括现已担任编辑出书了20期的联盟简报,其间包括许多重要的光热工业信息,对光热工业的一起前进发生杰出影响。

  在2011年年内出书的《太阳能热发电工业及出资时机剖析陈述》中联盟安排对太阳能热发电开展现状进行了全面剖析,并对太阳能热发电开展远景作出猜测,在太阳能热发电全工业链出资时机上也提出了见地。

  联盟还安排了屡次活动,如承办太阳能热发电技能三亚世界论坛,安排成员单位参加SolarPACES2011会议、2011我国清洁电力论坛&我国世界清洁动力博览会等。

  此外,联盟安排也进行教育训练作业。因为我国太阳能热运用工业开展敏捷,急需太阳能热运用方面的各类专业人才,联盟拟发挥联盟内高校的资源优势,首要从企业内部招生,培养人才,方案举行太阳热运用工程硕士班、太阳能热运用技能训练班。

  而联盟在国内很多光热项目上也作出了许多奉献,它为国内首个商业化太阳能热发电项目内蒙古50MW槽式太阳能热发电特许权投标项目供给了技能支持,也相同参加制作延庆太阳能热发电试验电站。

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