研究認為太陽能光熱發(fā)電發(fā)展受材料制約
來源：科學時報 | 0評論 | 6414查看 | 2012-08-01 09:29:39
瑞典查爾姆斯理工大學最近發(fā)表的一項研究成果詳細討論了關于聚光型太陽能熱發(fā)電（CSP）的材料問題。研究證實，CSP沒有受到材料供應的大規(guī)模限制。不過，這個行業(yè)也面臨一些急需解決的問題，比如取代反光鏡上的銀。
研究結論認為，和全球的儲量相比，CSP對材料的需求在很大程度上似乎不受限制。自中國出臺稀土金屬出口限制后，一些可再生能源技術依賴的稀缺材料得到重視。許多風力和光伏領域的研究機構正在致力于減少對稀有材料（比如銦或稀土金屬）的過度依賴。CSP行業(yè)“可能”受到的限制較少，其主要使用如鋼鐵和玻璃這些常見的材料來建造。
研究結論認為，和全球的儲量相比，CSP對材料的需求在很大程度上似乎不受限制。從理論上看可以建造足夠的太陽能熱發(fā)電廠，這至少是目前全球電力需求的5倍。
不過，研究也指出了一些該行業(yè)有可能面臨的挑戰(zhàn)，主要關注于目前廣泛用于反射鏡的銀。即使不考慮蓬勃發(fā)展的CSP產(chǎn)業(yè)的需求，在未來幾十年銀金屬也最有可能出現(xiàn)供不應求。CSP反射鏡制造商可能會使用其他反射面材料（如鋁）以確保成本競爭力。
按照Greenpeace/IEA SolarPACES/ESTELA的增長情景預測，到2050年CSP發(fā)電量可達到8000 TWh/年，CSP電廠消耗的硝酸鹽是目前年產(chǎn)量的50%~120%，幾種常見材料（如玻璃、鎳、鎂、鉬等）消耗量是目前年產(chǎn)量的5%~15%。
研究人員指出，拋物槽式CSP電廠傾向于使用大量的混凝土和鋼鐵，而小型定日鏡塔式發(fā)電廠的鋁和不銹鋼使用較多。和一座熔鹽吸收塔CSP電廠相比，拋物槽電廠每兆瓦需要更多的熔鹽。這意味著槽式發(fā)電廠比塔式發(fā)電廠更容易受到熔鹽生產(chǎn)瓶頸的影響，除非采用其他的存儲技術。
研究人員認為，更高的蒸汽溫度和發(fā)電廠效率的提高將使得材料需求降低，但較高的溫度意味著要使用更多高品質(zhì)鋼材，而且如鉬、鈮等管道、接收器和渦輪機使用的合金材料無論是在庫存還是產(chǎn)量方面都受到限制。研究人員提到，如果僅CSP使用可能是足夠的，但這些材料還有許多其他用途，在更遙遠的未來這可能是一個問題。在短期內(nèi)，應該優(yōu)先考慮取代銀和增加硝酸鹽（作為吸熱熔鹽）的產(chǎn)量。
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