來源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評論 | 5867查看 | 2012-05-30 17:36:00
業(yè)內(nèi)人士預(yù)言,“十二五”期間,太陽能可能呈現(xiàn)出類似風(fēng)能在“十一五”期間的高速發(fā)展態(tài)勢。更有專家表示,光熱發(fā)電是可再生能源領(lǐng)域繼風(fēng)電、光伏發(fā)電之后新能源領(lǐng)域的“第三個科技神話”。近日,科技部“高效規(guī)模化太陽能熱發(fā)電的基礎(chǔ)研究”項(xiàng)目首席科學(xué)家黃湘接受了我們采訪,和我們一起探析這一有著美好前景的新能源領(lǐng)域。
問:太陽能光熱發(fā)電被寄予很高的期待,其技術(shù)難點(diǎn)在哪里?
黃湘:化石能源發(fā)電是一種可控的發(fā)電形式,而可再生能源的發(fā)電,絕大多數(shù)是不可控或有條件可控的發(fā)電形式。這兩年全國風(fēng)電運(yùn)行小時數(shù)不斷下降,就是由于風(fēng)電裝機(jī)容量不斷增大,超出了電網(wǎng)的接納限度,不得不棄風(fēng)造成的。將來太陽能發(fā)電規(guī)模擴(kuò)大,這一情況也會出現(xiàn);其次,太陽能的利用要解決連續(xù)發(fā)電問題,即晚上如何發(fā)電,太陽能熱發(fā)電通過儲熱和延時利用,將白天的太陽能用于夜晚發(fā)電,這就是近10年國際上正在積極攻關(guān)的技術(shù)難題,國外在中小型機(jī)組上應(yīng)用已經(jīng)成功了。
問:這種技術(shù)對光熱發(fā)電具有什么樣的意義?
黃湘:這種儲熱—延時發(fā)電的技術(shù),在熱電轉(zhuǎn)換過程中是效率最高的發(fā)電形式,與電能—壓縮空氣轉(zhuǎn)換、抽水蓄能等相比,具有更高的轉(zhuǎn)換效率和更低的制造和運(yùn)行成本,這一點(diǎn)決定了太陽能光熱發(fā)電具有的研究價值。
問:那什么才是太陽能儲能發(fā)電的最佳形式?
黃湘:最佳的太陽能儲能發(fā)電形式尚未被證實(shí),現(xiàn)階段大家正在探索和尋找。要解決儲能和發(fā)電的最佳結(jié)合,研究重點(diǎn)要放到發(fā)電介質(zhì)上,目前蓄熱介質(zhì)有蒸汽、導(dǎo)熱油和熔融鹽等,而儲能采用蒸汽作為儲熱介質(zhì),使設(shè)備成本增加,技術(shù)上已證明是不經(jīng)濟(jì)的。全球各地的太陽能電站實(shí)驗(yàn)過各種形式,比如以蒸汽為介質(zhì)的無蓄熱發(fā)電,導(dǎo)熱油為介質(zhì)的無蓄熱、少蓄熱發(fā)電,熔融鹽為介質(zhì)的大容量蓄熱發(fā)電。目前,國際上采用熔融鹽蓄熱的電站最高可連續(xù)24小時發(fā)電。
問:這是不是說明技術(shù)瓶頸已經(jīng)突破了呢?
黃湘:雖然這一技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,但有些問題還沒有解決。用于太陽能熱發(fā)電的熔融鹽在常溫下為固體,到達(dá)一定溫度如200度左右成為液體,這就給電站運(yùn)行帶來一定的安全隱患。最佳的介質(zhì)是在常溫下就是液體,工作溫度范圍和常壓下不發(fā)生氣化,同時單位儲熱量要大,導(dǎo)熱性能要好,流動性要好,這就對材料提出了苛刻的要求。我們需要找到液態(tài)熔點(diǎn)更低的熔融鹽,國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)研究出熔點(diǎn)接近100度的熔融鹽。
問:發(fā)電成本是新能源發(fā)展的關(guān)鍵,太陽能熱發(fā)電成本能否隨著規(guī)模的擴(kuò)大而降低?
黃湘:的確,光熱發(fā)電的成本決定了其前途。光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化后,上網(wǎng)電價將有較大幅度下降,并逐步接近現(xiàn)行風(fēng)電標(biāo)桿電價。
按照科技部的規(guī)劃,2011年底將驗(yàn)收1兆瓦實(shí)驗(yàn)電站及研究基地。技術(shù)可行性得到證實(shí)之后,將逐步在2015年建設(shè)10兆瓦~100兆瓦示范電站;2020年建成荒漠地區(qū)100兆瓦~1000兆瓦商業(yè)實(shí)用電站;預(yù)計(jì)2020年后,光熱發(fā)電開始規(guī)模化建設(shè)。
問:光熱發(fā)電的成本優(yōu)勢在哪里?
黃湘:任何一種可再生能源發(fā)電形式的成本都有其極限值,不同發(fā)電方式的極限值是不同的。風(fēng)力發(fā)電的極限成本最低,光熱發(fā)電站建設(shè)成本則相對較高,這是因?yàn)轱L(fēng)能和太陽能的能流密度接近,但風(fēng)力發(fā)電單位千瓦鋼材耗量是常規(guī)火電站的1.5倍,而光熱發(fā)電是8倍。因此,光熱發(fā)電的極限成本肯定不可能低于風(fēng)電。但是,如果考慮到光熱發(fā)電的儲熱能力及負(fù)荷輸出特性,其成本優(yōu)勢將會體現(xiàn)出來。
再說,任何可再生能源發(fā)電初期階段,其成本都較高,隨著效率進(jìn)一步提高,成本會逐步下降。雖然目前光熱發(fā)電的單位造價較高,但成本下降空間大,一旦光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)步入正軌,且實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、商業(yè)化發(fā)展后,建設(shè)成本將會達(dá)到合理程度。