來(lái)源:科學(xué)時(shí)報(bào) | 1評(píng)論 | 5026查看 | 2012-06-26 09:52:42
無(wú)論在國(guó)內(nèi)和國(guó)外,太陽(yáng)能熱發(fā)電都是最有前景的解決未來(lái)能源問(wèn)題的可再生能源發(fā)電技術(shù)。由于太陽(yáng)能熱發(fā)電可與低成本大規(guī)模的蓄熱技術(shù)結(jié)合,可提供穩(wěn)定的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無(wú)法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的缺陷,被認(rèn)為是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來(lái)的主力能源。
中科院院士徐建中:
CCS技術(shù)地位與日俱增
低碳技術(shù)會(huì)成為未來(lái)全球技術(shù)制高點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)動(dòng)機(jī),要明確碳捕獲與封存(CCS)在我國(guó)低碳發(fā)展戰(zhàn)略中的定位。CCS能夠?qū)崿F(xiàn)高碳能源低碳化利用,即使通過(guò)提高能效和利用可再生能源能夠滿足減排目標(biāo),但基于我國(guó)的資源和能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及國(guó)家安全需求,高碳能源仍是不可或缺的。要變革經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,不僅要轉(zhuǎn)變能源結(jié)構(gòu),也要轉(zhuǎn)變能源利用方式,CCS必將推動(dòng)這種轉(zhuǎn)變。
要實(shí)現(xiàn)我國(guó)中遠(yuǎn)期減排總體目標(biāo),CCS將是必要的技術(shù)貯備,因?yàn)閮H僅依靠節(jié)能以及發(fā)展新能源和可再生能源是不足以支撐低碳路徑的,2030年后二氧化碳排放將達(dá)到峰值,在2050年之前可能不會(huì)有顯著下降。
成本過(guò)高是現(xiàn)階段首要問(wèn)題
CCS技術(shù)是一種特殊的能源環(huán)境技術(shù),但現(xiàn)在認(rèn)識(shí)上有分歧,有部分專家認(rèn)為CCS是一種不可持續(xù)技術(shù),這是因?yàn)樗^(guò)高的能耗和成本。事實(shí)上,現(xiàn)有CCS技術(shù)仍無(wú)法實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,須有一部分公共投入,只有在未來(lái)二氧化碳價(jià)格和技術(shù)成本趨向同等水平時(shí),CCS才有望實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)行。
除此之外,此技術(shù)還有一些不足之處,埋存受客觀地理?xiàng)l件的限制,而且二氧化碳減排是這項(xiàng)技術(shù)的唯一收益。所以現(xiàn)有CCS技術(shù)難以滿足中遠(yuǎn)期減排目標(biāo),現(xiàn)有CCS技術(shù)在效率上會(huì)損失7~15個(gè)百分點(diǎn),每噸的捕集成本為30~60美元,這是現(xiàn)階段發(fā)達(dá)國(guó)家才可以承受的水平。中國(guó)特殊國(guó)情決定高碳能源結(jié)構(gòu)近期難以改變,一次能源消耗量十分巨大,導(dǎo)致能源資源緊缺的矛盾突出;但是,應(yīng)當(dāng)看到,CCS成本下降潛力不容忽視。
技術(shù)上的改變使CCS出現(xiàn)新突破口,燃燒前和燃燒中熱化學(xué)利用在系統(tǒng)源頭就能以化學(xué)能梯級(jí)利用作為驅(qū)動(dòng)力捕獲二氧化碳,同時(shí)解決了能源的有效利用和環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題,被認(rèn)為是未來(lái)能源環(huán)境科技創(chuàng)新的基本方法。
中國(guó)發(fā)展CCS技術(shù)路線圖
對(duì)于中國(guó)發(fā)展CCS技術(shù),我認(rèn)為,在目前尚未形成技術(shù)路線,缺乏長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,未能真正理解CCS技術(shù)的復(fù)雜性和難點(diǎn),缺乏原創(chuàng)性的基礎(chǔ)研究和技術(shù)研發(fā)成果不多的情況下,需要在政府協(xié)調(diào)下,制訂中長(zhǎng)期戰(zhàn)略,明確技術(shù)定位、發(fā)展路線等。而多項(xiàng)示范工程的突破表明,企業(yè)是有熱情的,但仍需要審慎推進(jìn),這樣才能避免負(fù)面效應(yīng);只有在成本降低、能源消耗減少的新CCS技術(shù)出現(xiàn)后,才能擴(kuò)大示范工程的規(guī)模和數(shù)量。還要制訂多層面的科研計(jì)劃,針對(duì)原創(chuàng)性研究重點(diǎn)投入,這些舉措才能使現(xiàn)今中國(guó)的CCS技術(shù)得到發(fā)展。
我建議,要設(shè)定效率損失少于5 個(gè)百分點(diǎn),成本低于每噸10美元的捕集技術(shù)目標(biāo),為此要特別加強(qiáng)基礎(chǔ)研究;CCS初期適合建設(shè)代價(jià)小、影響大的煤基示范工程,如二氧化碳富集行業(yè);國(guó)家應(yīng)成立CCS委員會(huì),協(xié)調(diào)基礎(chǔ)研究、技術(shù)研發(fā)和技術(shù)推廣的產(chǎn)業(yè)化,并發(fā)布選擇性激勵(lì)政策;要不斷加強(qiáng)國(guó)際合作,建議聯(lián)合國(guó)氣候變化組織下面成立CCS專門技術(shù)委員會(huì),設(shè)計(jì)全球CCS技術(shù)共享與轉(zhuǎn)讓機(jī)制。
國(guó)務(wù)院參事石定寰:
熱發(fā)電技術(shù)發(fā)展勢(shì)頭良好
今年是“十二五”規(guī)劃的開(kāi)題之年,能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,清潔能源開(kāi)發(fā)利用是我們的重要任務(wù)。國(guó)際上,隨著減排的壓力、氣候變化的挑戰(zhàn)越來(lái)越大,各國(guó)都在調(diào)整可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略。特別是日本福島核泄漏事故發(fā)生后,歐洲、北美、俄羅斯紛紛把清潔能源的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向和投入到可再生能源中,調(diào)整了相應(yīng)的規(guī)劃。德國(guó)2022年將停止核電站的應(yīng)用,全部轉(zhuǎn)向清潔能源的應(yīng)用。
這幾年國(guó)內(nèi)的可再生能源也得到了重大的發(fā)展,尤其是太陽(yáng)能光伏和光熱技術(shù)。但可再生能源利用在國(guó)內(nèi)能源占比中仍然非常小,到2020年達(dá)到15%,這是一個(gè)艱巨的目標(biāo)。
近期,國(guó)家發(fā)改委能源局進(jìn)一步調(diào)整了原有規(guī)劃,太陽(yáng)能發(fā)電規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,過(guò)去計(jì)劃2020年達(dá)2000萬(wàn)千瓦,現(xiàn)在至少5000萬(wàn)千瓦以上。太陽(yáng)能熱發(fā)電已列入國(guó)家發(fā)改委的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2011年本)》,這是一個(gè)利好的產(chǎn)業(yè)政策。
太陽(yáng)能光伏和光熱發(fā)電技術(shù)有巨大的發(fā)展空間。在政府有關(guān)部門的指導(dǎo)和推動(dòng)下,特別是落實(shí)《可再生能源法》的前提下,熱發(fā)電技術(shù)取得了發(fā)展。單項(xiàng)技術(shù)、系統(tǒng)技術(shù)集成、太陽(yáng)能熱發(fā)電企業(yè)合作越來(lái)越廣泛,奠定了熱發(fā)電技術(shù)的良好發(fā)展勢(shì)頭。我國(guó)第一個(gè)熱發(fā)電示范電站已經(jīng)正式落地鄂爾多斯;青海也籌備建設(shè)熱發(fā)電電站;三亞這個(gè)具有太陽(yáng)能熱資源的國(guó)際旅游島已建成一個(gè)1MW的熱發(fā)電實(shí)驗(yàn)電站,正在調(diào)試運(yùn)行,即將并網(wǎng)發(fā)電。0.94元的上網(wǎng)電價(jià)能有效地推動(dòng)自主研發(fā),示范工程的建設(shè),光熱產(chǎn)業(yè)整體性的發(fā)展。
北京工業(yè)大學(xué)教授吳玉庭:
光熱發(fā)電需政府扶持
無(wú)論在國(guó)內(nèi)和國(guó)外,太陽(yáng)能熱發(fā)電都是最有前景的解決未來(lái)能源問(wèn)題的可再生能源發(fā)電技術(shù)。由于太陽(yáng)能熱發(fā)電可與低成本大規(guī)模的蓄熱技術(shù)結(jié)合,可提供穩(wěn)定的高品質(zhì)電能,克服了風(fēng)力和光伏電站由于無(wú)法大規(guī)模使用蓄電池而造成輸電品質(zhì)差、對(duì)電網(wǎng)沖擊大的缺陷,被認(rèn)為是可再生能源發(fā)電中最有前途的發(fā)電方式之一,有可能成為將來(lái)的主力能源。
太陽(yáng)能熱發(fā)電示范電站所涉及的產(chǎn)業(yè)鏈非常廣泛,包括支架、玻璃加工和成型、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)和跟蹤、監(jiān)測(cè)和控制、高溫?fù)Q熱器、高溫熔鹽罐、高溫熔鹽泵及水泵、管路閥門、高參數(shù)小容量蒸汽輪機(jī)、熔鹽配制等。鋼鐵、水泥和玻璃是太陽(yáng)能熱發(fā)電的主要材料,據(jù)估計(jì),建設(shè)一個(gè)10萬(wàn)千瓦電站需要1.5萬(wàn)噸玻璃、5萬(wàn)噸鋼材,4萬(wàn)噸水泥,如實(shí)現(xiàn)年裝機(jī)容量1000萬(wàn)千瓦,則每年需150萬(wàn)噸玻璃,500萬(wàn)噸鋼材和400萬(wàn)噸水泥。因此大力推廣和發(fā)展太陽(yáng)能熱發(fā)電,可帶動(dòng)十大產(chǎn)業(yè)發(fā)展,延伸了產(chǎn)業(yè)鏈,大大拉動(dòng)鋼鐵、水泥和玻璃的需求,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展。
太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)在未來(lái)3~5年內(nèi)會(huì)發(fā)展成為一個(gè)超過(guò)風(fēng)力發(fā)電規(guī)模的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電其產(chǎn)能已經(jīng)過(guò)剩,市場(chǎng)已經(jīng)飽和,目前投資這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)將面臨巨大的風(fēng)險(xiǎn)。太陽(yáng)能熱發(fā)電目前正是投資的最佳時(shí)機(jī)。
但是應(yīng)該清醒地看到,中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電還處于醞釀期,其產(chǎn)業(yè)還未形成,因此在目前太陽(yáng)能熱電站配套部件還未實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)的情況下,太陽(yáng)能熱電站的建設(shè)成本肯定是高的,這就迫切需要中國(guó)政府出臺(tái)產(chǎn)業(yè)扶持政策,如貸款、免稅、電價(jià)等。因?yàn)閺难邪l(fā)到真正商業(yè)化,有一個(gè)死亡谷,如果政府政策缺位,產(chǎn)業(yè)將很難健康發(fā)展。
應(yīng)該看到,標(biāo)準(zhǔn)欠缺、太陽(yáng)能光熱資源評(píng)估、第三方檢測(cè)和人才問(wèn)題也是制約熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵因素。熱發(fā)電沒(méi)有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),更沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品質(zhì)量無(wú)法約束,勢(shì)必影響其集成,千萬(wàn)要吸取風(fēng)電標(biāo)準(zhǔn)落后于發(fā)展的教訓(xùn)。資源評(píng)估的問(wèn)題也很重要,請(qǐng)氣象部門、地質(zhì)部門、水資源部門聯(lián)合評(píng)估全國(guó)的太陽(yáng)能熱發(fā)電資源情況,不要各地都一窩蜂地上項(xiàng)目,這樣經(jīng)濟(jì)性效益會(huì)降低。第三方檢測(cè)也不要忽略,尤其現(xiàn)在很多產(chǎn)品都處于研發(fā)階段,需要第三方檢測(cè)來(lái)檢驗(yàn)其質(zhì)量是否穩(wěn)定。還有人才問(wèn)題也是個(gè)瓶頸。最近幾年才有大學(xué)開(kāi)設(shè)可再生能源專業(yè)的本科生,北京工業(yè)大學(xué)已連續(xù)招收了5屆可再生能源本科生,今年已有15名本科生畢業(yè),還有華北電力大學(xué)等幾所學(xué)校有學(xué)生,但作風(fēng)電的多,作太陽(yáng)能熱發(fā)電的少,這使得熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展捉襟見(jiàn)肘。
國(guó)外的太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)盡管取得了巨大的成功,但仍未找到最佳解決方案。迫切要求革新太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù),提高太陽(yáng)能熱發(fā)電效率,降低成本,提高可靠性。因此太陽(yáng)能熱發(fā)電對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)還有機(jī)會(huì),若能抓住這一機(jī)會(huì),把握低成本高效的太陽(yáng)能熱發(fā)電核心技術(shù),將有可能在世界太陽(yáng)能熱發(fā)電市場(chǎng)占據(jù)主導(dǎo)地位。
北京工業(yè)大學(xué)在熔鹽傳熱蓄熱方面的研究得到國(guó)際同行的高度關(guān)注。2010年3月美國(guó)愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Idaho National Laboratory)發(fā)表了一份70頁(yè)的《液態(tài)熔鹽熱物理和熱化學(xué)特性的工程數(shù)據(jù)庫(kù)》報(bào)告(Engineering Database of Liquid Salt Thermophysical and Thermochemical Properties),在該報(bào)告的第三章有關(guān)熔鹽傳熱特性的介紹中