導(dǎo)讀：天然氣供應(yīng)量從40%大幅降至10%以下，供熱成本從20歐元/MWh升至140歐元/MWh，嚴(yán)重依賴俄羅斯天然氣的德國(guó)正在積極嘗試各種綠色加熱技術(shù)來(lái)為重工業(yè)脫碳尋求出路。

據(jù)外媒消息，面對(duì)嚴(yán)峻的能源形勢(shì)，DLR（德國(guó)宇航中心）太陽(yáng)研究所負(fù)責(zé)人Robert Pitz Paal在不久前召開的Solar PACES大會(huì)上表示，聚光熱利用技術(shù)將是促進(jìn)德國(guó)實(shí)現(xiàn)工業(yè)脫碳的四種重要可再生能源方案之一。

據(jù)悉，為了使德國(guó)盡快完成工業(yè)脫碳，德國(guó)政府提供了55%的補(bǔ)貼（符合可再生過(guò)程熱支持條件的技術(shù)包括太陽(yáng)能熱系統(tǒng)、生物質(zhì)鍋爐和熱泵等，中小企業(yè)可以申請(qǐng)占投資額55％的贈(zèng)款）以加快工業(yè)用熱向綠色熱能過(guò)渡，并有望使聚光熱利用技術(shù)的投資回收期降至3年以下。

圖：歐洲天然氣進(jìn)口和分銷示意圖

由于德國(guó)DNI值（太陽(yáng)能直射輻射）僅為1000 kWh/m2.y左右，一直以來(lái)，通過(guò)將反射的太陽(yáng)光集中到太陽(yáng)能接收器上產(chǎn)生熱量來(lái)為工業(yè)過(guò)程提供熱能的思路似乎并不適合德國(guó)以及中歐國(guó)家。

“但在如此高的天然氣價(jià)格下，即使在德國(guó)和中歐國(guó)家，現(xiàn)在也可以利用聚光熱利用技術(shù)代替天然氣為工業(yè)生產(chǎn)提供過(guò)程熱或構(gòu)建熱力網(wǎng)絡(luò)。商業(yè)化項(xiàng)目實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，與昂貴的天然氣相比，光熱項(xiàng)目開始具備成本優(yōu)勢(shì)。”Robert Pitz Paal說(shuō)。

圖：比利時(shí)——低DNI太陽(yáng)熱地區(qū)光熱成功案例

在大會(huì)中，Robert Pitz Paal詳細(xì)對(duì)比了可再生能源電解制氫、聚光熱利用（CST）、地?zé)岷蜕镔|(zhì)等四種可替代化石燃料燃燒供熱的可再生能源方案的利弊。

圖：中歐地區(qū)四種可再生供熱技術(shù)參數(shù)對(duì)比

據(jù)Robert Pitz Paal介紹，對(duì)比來(lái)看，上述四種技術(shù)路線中CST技術(shù)的土地占地最少，成本最低；更讓人意外的是，在很多工業(yè)用熱溫度高達(dá)400℃的歐洲地區(qū)也擁有充足的太陽(yáng)能資源。

下為四種可再生能源供熱方案優(yōu)劣勢(shì)介紹：

1、綠氫

據(jù)悉，目前歐洲光伏發(fā)電成本約為6歐分/kWh，利用太陽(yáng)能或風(fēng)能電解制氫的成本將更高。

Robert Pitz Paal表示，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為氫氣然后再燃燒是一種非常昂貴的使用方式。燃燒氫氣產(chǎn)生的熱量成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)15或20歐分/kWh，所以現(xiàn)在僅僅為了產(chǎn)生工藝熱量而替代天然氣并不具有競(jìng)爭(zhēng)力。

2、聚光熱利用（CST）

即使在光資源條件不算優(yōu)異的德國(guó)，聚光熱利用技術(shù)也可以通過(guò)蓄熱器24小時(shí)連續(xù)產(chǎn)生高達(dá)400°C的熱量，或者可以直接輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)廠（CHP），與現(xiàn)有系統(tǒng)耦合同時(shí)產(chǎn)生電力和250°C的熱量。

Robert Pitz Paal表示：“目前，熱電聯(lián)產(chǎn)廠都使用化石燃料。在熱電聯(lián)產(chǎn)廠，你可以同時(shí)獲得電力和工藝團(tuán)隊(duì)，因此將聚光熱利用系統(tǒng)耦合進(jìn)現(xiàn)有系統(tǒng)非常可行——你只需將熔鹽儲(chǔ)存的熱量輸送到熱電聯(lián)產(chǎn)工廠來(lái)產(chǎn)生蒸汽，來(lái)代替化石燃料燃燒所生產(chǎn)的蒸汽即可。”

3、地?zé)崮?/strong>

地?zé)崮芸芍苯踊蛲ㄟ^(guò)輸送至熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組以提供全天候熱量并用于供熱和供電。但Robert Pitz Paal指出，找到開采地下地?zé)豳Y源的最佳地點(diǎn)并非一帆風(fēng)順，這種不確定性意味著投資人面臨著高風(fēng)險(xiǎn)，從而增加了成本。

Robert Pitz Paal介紹道：“我們?cè)诘聡?guó)經(jīng)歷了這樣一種情況：鉆一個(gè)幾公里深的洞，卻找不到200°C至300°C的預(yù)期熱源，因此，在尋找過(guò)程中所投入的時(shí)間和精力都浪費(fèi)了。”

4、生物質(zhì)

生物質(zhì)雖然能夠在1000°C以上的溫度下燃燒產(chǎn)生熱量以滿足鋼鐵或水泥的高溫需求，但其土地使用受到限制。一般工業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H使用的是沼氣，但沒(méi)有足夠的沼氣來(lái)滿足工業(yè)過(guò)程的需要。

Robert Pitz Paal指出，目前普遍存在一個(gè)障礙——很多需要且可以采用可再生能源的行業(yè)普遍忽視了可再生能源這一選項(xiàng)。

工業(yè)界對(duì)天然氣、石油和煤炭最為熟悉，一個(gè)相對(duì)認(rèn)知度較高的替代方案是光伏發(fā)電，然后將其與電加熱器搭配，但與聚光熱利用（CST）技術(shù)相比，光伏發(fā)電需要三倍的土地才能產(chǎn)生相同的熱量，因此用光伏發(fā)電提供工業(yè)用熱的成本比CST更高。

Robert Pitz Paal表示，當(dāng)前，充分認(rèn)識(shí)到太陽(yáng)能供熱優(yōu)勢(shì)的德國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)設(shè)立了55%的補(bǔ)貼政策，旨在將聚光熱利用項(xiàng)目的投資回收期縮短至3年以下。在此背景下，目前德國(guó)太陽(yáng)能供熱公司正如雨后春筍般涌現(xiàn)，但由于德國(guó)社會(huì)整體對(duì)這項(xiàng)技術(shù)知之甚少，將其用于工業(yè)供熱的商業(yè)化部署速度仍比較緩慢。

圖：歐洲各國(guó)加速淘汰化石能源，工業(yè)用熱的可再生選擇變得更加重要

Robert Pitz Paal對(duì)此解釋說(shuō)：“即使用能方聽(tīng)說(shuō)過(guò)這種技術(shù)方案，但因?yàn)樵S多工程公司并不了解這種技術(shù)，所以也不會(huì)推薦使用該技術(shù)。德國(guó)目前需要教育人們正確地進(jìn)行設(shè)計(jì)，并真正發(fā)展這一領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)；同時(shí)，還需要知道如何進(jìn)行設(shè)計(jì)的人才和在德國(guó)看到更多的參考項(xiàng)目。像DLR這樣的公共研究實(shí)驗(yàn)室可以為上述活動(dòng)提供支持，例如，通過(guò)提供模擬工具使工程公司能夠?qū)嶋H進(jìn)行正確的分析和設(shè)計(jì)，并幫助監(jiān)測(cè)確保此類項(xiàng)目在技術(shù)上取得成功。”

附英文報(bào)道鏈接：https://helioscsp.com/dlr-finds-concentrated-solar-power-is-ideal-renewable-to-decarbonize-german-industry/