在世界第一大能源消耗國的美國，近期卻一直在不斷布局一幅以光熱技術(shù)為主色調(diào)的新藍(lán)圖。繼建造起采用聚光光熱技術(shù)的全球最大太陽能發(fā)電廠之后，美國加州政府新近規(guī)劃、批準(zhǔn)的一系列太陽能項目，無一例外均采用了聚光光熱發(fā)電技術(shù)。
在太陽能發(fā)電領(lǐng)域，光熱技術(shù)一直都遮蔽在光伏的強(qiáng)大身影之下。當(dāng)前，全世界太陽能發(fā)電市場有超過90%的份額為多晶硅光伏發(fā)電技術(shù)占據(jù)，并且有越來越多的國家開始將其納入未來綠色能源的發(fā)展規(guī)劃。
太陽能利用最近比較“熱”
所謂聚光光熱發(fā)電，是指利用大規(guī)模陣列拋物或碟形鏡面收集太陽熱能，通過換熱裝置提供蒸汽，結(jié)合傳統(tǒng)汽輪發(fā)電機(jī)的工藝，從而達(dá)到發(fā)電的目的。
與光伏發(fā)電相比，光熱發(fā)電避免了昂貴的硅晶光電轉(zhuǎn)換工藝，大大降低了太陽能發(fā)電的成本。而且，這種形式的太陽能利用還有一個其他形式的太陽能轉(zhuǎn)換所無法比擬的優(yōu)勢，即太陽能所燒熱的水可以儲存在巨大的容器中，光照不足時可以通過儲熱發(fā)電以實現(xiàn)供電的持續(xù)穩(wěn)定，特別適合在強(qiáng)光照的荒漠地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電。
據(jù)專家介紹，目前，美國、西班牙、德國等國在光熱發(fā)電技術(shù)產(chǎn)業(yè)化方面推進(jìn)的速度非常快。太陽能光熱發(fā)電在全球已運行裝機(jī)容量近70萬kW，在建的近100萬kW。其中，西班牙規(guī)劃在2025年以前建成180萬kW，美國也提出了在最近幾年規(guī)劃建設(shè)480萬kW的項目，其中320萬kW已簽訂建設(shè)合同。
中國太陽能也應(yīng)兩條腿走路
美國在光熱發(fā)電領(lǐng)域的投入與推廣，也為中國帶來了啟示。如果光熱發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用取得成功，勢必能為聚光光熱發(fā)電技術(shù)的推廣普及帶來重大突破。我國太陽光資源充足，內(nèi)蒙古、新疆、甘肅等地日照時數(shù)在2200小時以上地區(qū)，約占國土面積的三分之二以上。年接收太陽輻射的能量相當(dāng)于上萬個三峽工程的發(fā)電量或17000億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。光熱發(fā)電的發(fā)展，可謂潛力無窮。
我國光熱發(fā)電總體上還處在技術(shù)研發(fā)階段，尚沒有一座真正投入商業(yè)應(yīng)用的太陽能光熱發(fā)電廠。但在儲熱技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域，已經(jīng)取得了突破，獨立建造大規(guī)模太陽能光熱電站已經(jīng)成為可能。
當(dāng)然，光熱發(fā)電要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的高速發(fā)展，道路并不平坦。與走在前列的光伏發(fā)電相比，后者已經(jīng)形成了規(guī)模化的完整產(chǎn)業(yè)鏈，技術(shù)日益走向成熟，國家和各地方政府均制定了明確的產(chǎn)業(yè)規(guī)劃，并給予包括項目補貼、上網(wǎng)電價等各種政策扶持，相比之下，對光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策支持體系還未形成。
但是光熱與光伏一樣，在大規(guī)模推廣應(yīng)用中都面臨著同樣的關(guān)鍵性問題——成本收益問題。專家表示，缺乏政策的有力扶持，太陽能發(fā)電短期內(nèi)仍將難以實現(xiàn)對價格瓶頸的突破。中國太陽能要想實現(xiàn)兩條腿走路，任重道遠(yuǎn)。
挑戰(zhàn)兄弟的本錢在哪
光伏與光熱發(fā)電，技術(shù)特點不同，因此也有不同的應(yīng)用條件。當(dāng)前條件下，光熱發(fā)電盡管屬于后起之秀，但在某些方面有著光伏不具備的優(yōu)勢。
在技術(shù)實用性方面，光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展較為成熟，技術(shù)實用性強(qiáng)，但是技術(shù)難度也較高。核心技術(shù)仍掌握在美國、日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國家的手中。而光熱技術(shù)門檻要低，在科技部863項目等科研攻關(guān)和產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的共同努力下，已經(jīng)取得了很多進(jìn)步。我國在該領(lǐng)域與世界差距并非很大。盡管在儲熱、冷卻等方面還有很多技術(shù)問題要克服，但是這些問題并非不能解決，可以通過參與技術(shù)合作、實施鼓勵高新技術(shù)研發(fā)政策等方式。
其次，光伏晶硅電池的生產(chǎn)短期內(nèi)擺脫不了高污染與高能耗。當(dāng)下中國生產(chǎn)的晶硅電池，80%的材料需要從國外進(jìn)口，而90%的成品返銷海外。盡管能夠賺取一定的產(chǎn)業(yè)利潤，但短時間內(nèi)依然將面臨環(huán)保污染的質(zhì)疑壓力。相比而言，光熱發(fā)電站的建造和維護(hù)對環(huán)境破壞要小得多。
當(dāng)然，從布局等方面看，光伏發(fā)電的領(lǐng)先優(yōu)勢非常明顯。它布局較為靈活，可以建設(shè)大規(guī)模的光伏電站，也可以將光伏電池安裝在屋頂上，甚至是移動設(shè)備等等。借助于未來智能電網(wǎng)的發(fā)展，家庭的光伏發(fā)電可以隨意合并入網(wǎng)，發(fā)展前景巨大。而光熱發(fā)電規(guī)模效應(yīng)明顯，電站規(guī)模越大，單位電量的成本越低。因此光熱發(fā)電只適合大規(guī)模電站，對土地面積、資金規(guī)模等要求較高。
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