我國亟需尋求太陽能熱發(fā)電技術最優(yōu)解

據(jù)中國建筑報報道 太陽能熱發(fā)電是當今的前沿技術，也是一種最古老的技術。1767年瑞士科學家就造出世界上第一個太陽能集熱器，1912年世界上第一個太陽能熱發(fā)電廠在埃及建成，其設備的外形與基本原理和今天的同類設備相差無幾。迄今為止，科學家們?nèi)栽趶牟煌较驅(qū)Υ思夹g進行研究，但一直尚未找到一個可以超越所有其他解決方案的最優(yōu)解。日前，各國專家學者與業(yè)界代表一起探討太陽能熱發(fā)電技術的最新進展及未來的發(fā)展方向。

　　人類對太陽能發(fā)電寄予重望

　　隨著全球能源需求的持續(xù)增長，可再生能源的比例大幅提升。歐洲聯(lián)合研究中心預測，2040年可再生能源將占到總能耗50%以上，太陽能發(fā)電將占總發(fā)電量的20%以上，到21世紀末可再生能源在能源結(jié)構中將占到80%以上，太陽能發(fā)電將占到60%以上。

　　意大利國家新技術、能源與環(huán)境署前主席，1984年諾貝爾物理學獎獲得者卡洛·魯比亞（Carlo Rubbia）說：“太陽輻射是地球資源最豐富的能源，而帶儲熱裝置的太陽能熱發(fā)電技術則是收集這種能源最經(jīng)濟的方式?！?

　　全球太陽能資源究竟豐富到了一個什么程度？以中國為例，每年到達地表的太陽能資源總量達17000億/噸標準煤，等效發(fā)電量達5700億/千瓦時。而2010年我國發(fā)電裝機9.62億千瓦，發(fā)電量41413億千瓦時，其中低碳裝機（水電、核電、風電）比例僅占26.5%，低碳發(fā)電比例僅占18.8%。太陽能發(fā)電在我國有巨大的發(fā)展空間。

　　“地理位置和大氣狀況是影響太陽能資源的兩個主要因素?！敝袊鴼庀缶诛L能太陽能資源評估中心副主任申彥波說：“我國內(nèi)蒙古西部、青海中部、西藏西南部是直接輻射資源最豐富地區(qū)，年輻照量在1800千瓦時/平方米以上，最適合太陽能熱發(fā)電。西北部其他地區(qū)的直射資源也較豐富，年輻照量在1400千瓦時/平方米～1800千瓦時/平方米，也比較適合太陽能熱發(fā)電。”

　　據(jù)了解，我國東南部地區(qū)的總輻射資源與歐洲相當甚至更高，較適宜于進行分散式的光伏發(fā)電。太陽能發(fā)電分光伏發(fā)電和光熱發(fā)電兩種，光伏發(fā)電在我國發(fā)展強勁，但光熱發(fā)電尚屬嘗試階段。

　　中國華電集團總工程師、國家“973”計劃太陽能發(fā)電項目首席科學家黃湘介紹，光伏發(fā)電只限于白天發(fā)電，光熱發(fā)電卻可以利用儲熱裝置24小時發(fā)電。穩(wěn)定供電的特點使光熱發(fā)電很容易并入傳統(tǒng)電網(wǎng)。

　　不僅如此，光熱發(fā)電設備壽命也較光伏發(fā)電長，可穩(wěn)定運行30年以上且拆卸方便。光熱發(fā)電中的儲熱發(fā)電轉(zhuǎn)換效率高，熱損可控制在10%以內(nèi)，水電的勢能電轉(zhuǎn)換效率僅為75%。光熱發(fā)電設備還可供熱、供暖，可集中發(fā)電，也可分布式發(fā)電適用于更多不同的市場。

　　成本較高、占地較多 成為太陽能發(fā)電的主要瓶頸

　　雖然太陽能熱發(fā)電有諸多優(yōu)點，在我國電網(wǎng)中的裝機和發(fā)電比例都幾乎可以忽略不計。但太陽能發(fā)電仍存在成本高和占地多的兩大瓶頸。與以煤為發(fā)電主力的火電電價相比，太陽能熱發(fā)電成本要高出得多。如果沒有政策補貼，根本無法進入電網(wǎng)。國務院參事、中國可再生能源學會理事長石定環(huán)表示，我國的清潔能源發(fā)電有一半未入網(wǎng)，這是清潔能源發(fā)展的障礙。

　　事實上，尋找更廉價的解決方案，是該領域的科學家們多年以來一直努力的方向。太陽能熱發(fā)電有集熱、蓄熱、發(fā)電三個主要環(huán)節(jié)。集熱是用大量鏡片收集太陽光的熱能，根據(jù)集熱方式的不同，可分為槽式、塔式、碟式、菲涅爾透鏡式（Fresnel Lens）等類型。槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)已進入商業(yè)化階段，塔式系統(tǒng)、碟式系統(tǒng)均處于中試和示范階段，但其商業(yè)化前景較好。

　　中國科學技術發(fā)展戰(zhàn)略研究院科技預測與評價研究所副研究員韋東遠認為，從經(jīng)濟性角度看，點聚焦的碟式系統(tǒng)適合邊遠山區(qū)離網(wǎng)分布式供電，發(fā)電成本為0.19～0.26歐元/千瓦時；線聚焦的槽式發(fā)電系統(tǒng)和點聚焦的塔式發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電成本為0.076～0.09歐元/千瓦時，其發(fā)電成本依賴于工程規(guī)模即電站裝機容量。

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